次声信号采集系统的设计与实现

为解决目前无民用次声信号采集装置的问题,研制了一种可以满足民用且成本较低的次声采集系统,前端使用专业次声传感器采集次声信号,经过调理电路、A／D转换等电路,实现次声信号的采集,并在PC机上进行实时波形显示、数据存储以及分析。     

微机械电容式加速度传感器信号电路设计

介绍了一种可用于差动电容敏感的加速度传感器的信号检测电路,给出了在电路中所用的电子元器件,同时进行分析,得到电路的输出电压和传感器信号电容变化量之间的关系.实验结果表明,该电路的线性高,测量差分电容变化的灵敏度好,是一种具有实用价值的微差分电容测量接口电路.     

基于次声监测的泥石流实时预警系统

目前的泥石流次声报警设备经常受环境噪声干扰而频繁产生误报,导致无法投入到实际应用中。为了提高泥石流次声监测预警的准确率,基于泥石流次声和环境干扰次声的特征差异这一原理,采用单片机与上位机相结合的方式,借助混合编程、数据库与GIS二次开发等技术手段,设计与开发基于次声监测的泥石流实时预警系统进行现场泥石流次声信号监测与判识。对云南东川蒋家沟长期现场泥石流的监测验证了该系统的工作性能。实际应用结果表明：该系统不仅具有操作简便、响应及时和实时识别等特点,还具有较高的预警准确率,在长达2年的野外监测过程中,仅出现18次误报且无一漏报。     

实用型电容式传感器脉宽调制电路

本文介绍一种实用型电容式传感器前置电路,在分析其原理的基础上,给出了计算公式和时序波形,具有一定的实用价值.     

基于FPC1011C电容式传感器指纹识别系统设计

设计了一种基于DSP处理器和FPC1011C电容式指纹传感器的嵌入式指纹识别模块,可广泛运用于指纹U盘、U-Key、汽车防盗装置、指纹PDA、POS机、个人电脑等联机和脱机产品。具有高性能、低功耗、低价位等特点。本文介绍FPC1011C电容式指纹图像传感器的结构、特性和工作原理,并采用FPC1011C和DSP所组成的指纹识别模块的硬件设计方法及指纹图像传感器驱动软件的设计。     

新型电容式湿度传感器简介

本文介绍了一种新型高分子有机聚酰亚胺电容式湿度传感器的工作原理，简便标定方法及应用。     

梳齿的不平行对电容式微机械传感器阶跃信号响应的影响

分析了梳齿电容式传感器在三种电容驱动方式下,梳齿电容极板的不平行对传感器受到阶跃加速度信号作用时可靠工作条件的影响。得到了梳齿倾斜效应对传感器阶跃加速度响应影响的分析模型。结果表明梳齿电容在同样的电压驱动下,若电容极板的倾斜角变到0.5°时,对于单边电容结构、双边电容结构和有力反馈的双边电容结构,传感器能够承受的临界阶跃加速度分别变为电容极板完全平行时的0.34、0.44、0.52。并针对DRIE工艺刻蚀梳齿的原理,讨论了改进梳齿不平行的方法。     

煤矿瓦斯监测无线传感器网络系统设计

在煤炭开采过程中,井下环境的测量对煤矿安全生产非常重要.针对矿井瓦斯监控设备采用有线方式传输信号存在的弊端,本文设计了基于无线传感器网络的矿井瓦斯浓度测量系统,对该系统所用的传感器和单片机做了简要描述,阐述了系统的软硬件设计思想和实现方法.     

电容式触觉阵列传感器原理与设计

触觉是构成智能机器人的核心技术--感觉技术的重要组成部分.电容式触觉传感器在智能机器人的设计中具有很高的实用价值.本文论述了电容式触觉阵列传感器的测量原理,给出了该传感器及其变送电路的设计,讨论了数据采集系统的结构.     

一种新型CMOS电容式绝对压力传感器的设计

提出了一种新型的采用标准CMOS工艺结合MEMS后处理工艺加工的电容式绝对压力传感器.传感器结构部分是由导体/介质层/导体组成的可变电容器.电容的上下极板分别为CMOS工艺中的多晶硅栅和n阱硅,中间介质层为栅氧化层.在CMOS工艺加工完之后,利用选择性的体硅腐蚀、pn结自停止腐蚀以及阳极键合等MEMS后处理工艺来得到传感器结构.与传统的电容式压力传感器相比,这种结构具有更大的初始固有电容,这样可以抑制寄生电容的影响,从而简化检测电路的设计.文中,应用多层膜理论模型分析了传感器的结构,并利用ANSYS有限元分析对模型进行了验证,并利用电容变化模型分析了传感器的灵敏度.对于边长为800 μm的敏感方膜,初始电容值为1 104pF,传感器灵敏度为46 fF/hPa.同时,本文给出了传感器的电容检测电路的设计.     

三维海流传感器信号采集系统的设计与实验

针对上升流流速缓慢难以测量的问题,设计了一种基于测量应变的新式海流传感器.通过电桥转换得到几微伏到几百微伏的微弱电压信号,采用高精度AD转换芯片AD7195作为海流传感器的核心电路,降低量化噪声.采用高精度基准电源以及交流激励、比率测量技术,提高模数转换精度;设计了上位机控制软件,可方便地调整模数转换参数和观察测量结果.通过实验验证了该信号采集系统能够满足海流传感器的测量要求.     

阵列声波井下信号采集与处理系统设计

针对阵列声波测井中声波全波列信号的特点,设计了一种满足实际生产作业要求的井下信号采集与处理系统。该系统以80C186为控制核心,主要实现与地面系统的通信和整个井下系统的控制;采用多片TMS320VC5416构成多通道实时信号处理电路,用于实现数字滤波、波形叠加、首波到时提取等处理。同时,阐述了基于短窗-长窗能量比算法的首波提取技术及其实现。     

基于PSoC的无线传感器网络系统设计

无线传感器网络能够实时监测、感知和采集网络分布区域内的各种环境或监测对象的信息,但是无线传感器网络节点能耗高、容易失效。针对这一问题,提出一种基于PSoC的无线传感器网络系统设计方案,采用CYPRESS公司PSoC芯片(可编程片上系统)CY8C29466作为节点处理器,实时采集网络各节点的电池电量,引入抗干扰能力较强的Wire-lessUSB通信技术构建无线网络,提高无线数据传输的可靠性,以车位锁管理系统设计为例,详细阐述了该传感器网络系统的硬件和软件设计。实际应用结果表明,该方案充分利用PSoC芯片内部的模拟资源和数字资源,缩小了体积,缩短开发周期,且能有效地降低系统的能耗,检测网络各节点当前的电量,通知管理人员及时更换电池。     

无线传感器网络数据中转器的设计

介绍了无线传感器网络数据中转器的工作原理和重要作用,提出了一种以32位ARM处理器LPC2148为核心的数据中转器的设计方案,详细介绍了数据中转器的软件设计、通信协议设计以及GPRS通信方式。该设计方案实时性强,稳定可靠。     

基于传感器阵列与神经网络的气体检测系统

在分析研究电子鼻理论和系统组成的基础上,设计构建了一套传感器阵列与人工神经网络相结合的混合气体检测系统.并采用该系统对三种气体传感器(一氧化碳CO、二氧化硫SO2和二氧化氮NO2)进行了实验,对实验数据用神经网络(BP和 RBF)进行了分析、识别和气体体积分数的计算.结果显示该检测系统识别准确,不仅能够解决气体传感器交叉敏感问题,提高器件的选择性,而且具有智能化和多功能化等优点.     

节能无线传感网络系统设计

Wireless sensor networks have already enabled numerous embedded wireless applications such as military, environmental monitoring, intelligent building, etc. Because micro-sensor nodes are supposed to operate for months or even years with very limited battery power source, it is a challenge for researchers to obtain long operating hour without scarifying original system performances. In this paper, the energy consumption sources of the wireless sensor networks are firstly analyzed, with the digital processing and radio transceiver units being emphasized. Then, we introduce the design scheme of our energy-aware wireless sensor network (GAINS). In GAINS, techniques to conserve the energy are exploited including the energy optimization node, software and energy-efficient communication protocol. The design architecture of our ultra low power wireless sensor network (WO-LPP) is specially presented.     

气体传感器校准装置设计

为提高气体传感器现场校准的稳定性和准确度,降低环境条件改变对测量值的准确度和稳定性的影响,简化校准程序降低管理成本,设计了一种基于网络的远程校准装置,该装置可以为气体测量仪器执行计量确认时提供可靠的标准量值。首先,校准装置获取传感器现场的温度和湿度,通过TCP/IP网络将传感器测得的气体浓度和温度以及湿度传送至中央控制服务器,由特定的校准算法计算出传感器的温度和湿度修正值。然后,用修正后的测量值对传感器进行计量确认。实验表明,经设计的校准系统校准的气体传感器与传统的校准方式校准的传感器相比测量值的稳定性和准确度更优,其误差由5.3%LEL提高到0.3%LEL标准偏差由传统校准方法校准后的1.1%LEL提高到0.6%LEL。