LPFG和FBG级联结构双参数光纤传感器研究

提出了一种长周期光纤光栅(LPFG)级联布拉格光纤光栅(FBG)的温度/应变双参数光纤传感器。利用飞秒激光直写制作LPFG并级连FBG,且FBG波谷位置为1 551.9 nm,LPFG波谷位置为1 559.1 nm,最高对比度为-12.7 d B。在30~70℃温度变化范围内对传感器温度特性进行测试,并在25℃超净环境下对0~500με应变变化范围内对传感器应变特性进行测试。实验结果表明,升温过程FBG中心波长发生红移,灵敏度15.00 pm/℃,线性度0.981 3;LPFG中心波长发生蓝移,灵敏度-11.75 pm/℃,线性度0.945 3。降温过程FBG中心波长发生蓝移,灵敏度18.25 pm/℃,线性度0.953 8;LPFG中心波长发生红移,灵敏度-15.42 pm/℃,线性度0.980 2。加载过程FBG中心波长发生红移,灵敏度0.93 pm/με,线性度0.991 5;LPFG中心波长发生蓝移,灵敏度-1.51 pm/με,线性度0.986 3。卸载过程FBG中心波长发生蓝移,灵敏度0.92 pm/με,线性度0.990 9;LPFG中心波长发生红移,灵敏度-1.51 pm/με,线性度0.972 8。结果表明,该光纤传感器灵敏度高,线性度好,可以同时动态实现应变和温度的测量。     

砷化镓霍尔元件研制中的几点改进

本文介绍了在提高砷化镓霍尔元件灵敏度、线性度及温度稳定性等方面所采取的改进措施;设计了新颖的图形,以降低元件的不等位电势及提高线性度,取得良好的结果。     

热泵干衣机用线性压缩机的设计优化与性能分析

针对热泵干衣机的应用特点,介绍了热泵干衣机用线性压缩机的设计过程与优化方法,并进行了系统性能分析。设计的线性压缩机样机作为热泵干衣机可以实现70%以上的压缩效率, 压缩效率受工况条件影响较小,随冷凝温度的降低略有下降,而随蒸发温度的降低略有增加。但热泵循环制热能效COP受工况条件影响较大,冷凝温度越低或者蒸发温度越低,制热COP越高。在冷凝温度63 ℃,过冷度0 ℃,蒸发温度7 ℃,过热度3 ℃的工况下,制热COP可以达3.0以上。     

线性NTC.PTC热敏元件、温度传感器

线性ＮＴＣ．ＰＴＣ热敏元件、温度传感器线性ＮＴＣＰＴＣ热敏元件．温度传感器，是我公司专业化生产的一种新型半导体温度敏感器件．它是一种温度电压转换器，以其良好的线性度问世，完全克服了传统的温度敏感元器件的非线性这一长久困扰仪表设计人员的难题．本质上兼容...     

退火工艺对薄膜型铂电阻热阻特性的影响探究

合理的退火工艺可有效改善薄膜铂电阻的热阻参数。为了探究退火工艺对于薄膜铂电阻热阻特性的影响,探究了陶瓷基底上由磁控溅射工艺制备出的宽度为60μm,高度为300 nm的铂热电阻,在经过不同的退火工艺处理后,其灵敏度、线性度的变化规律。结果表明:在500～600℃之间,退火温度越高,灵敏度越大,线性度越好;当退火温度大于500℃,保温时间的延长会使灵敏度降低,线性度变差;基底粗糙度的增大更易于获得灵敏度大的铂薄膜。所探究出的退火工艺可有效改善薄膜型铂电阻传感器的热阻特性,具有很好的参考价值。     

一种宽线性测温电路

本文介绍的宽线性测温电路系由积分振荡器与一对热敏电阻组合构成。它能在-45～+5°C,-5～+45℃温度区间线性工作,最佳线性度可优于0.02℃。该电路结构简单,调节方便,适用于水文、气象、医疗、粮仓等测温领域。     

用金属膜电阻器测温

近来,用于测温的元件大多数都采用热敏电阻器,但由于热敏电阻器的特性呈指数函数关系变化,线性度不好。因此,它不适合用于广温域的温度测量。这里介绍的是一种用温度系数大的金属     

聚酰亚胺柔性温度传感器的制作与性能测试

基于微机电系统技术,在柔性聚酰亚胺(PI)基底上分别制作弓形与蛇形两种结构的铜薄膜与铂薄膜温度传感器。采用红外成像设备对传感器在通电状态下的热分布进行测试,结果表明PI基底具有良好的热绝缘性。对不同结构、不同金属薄膜的传感器性能进行对比分析,在25～90℃的温度测试范围内,4种温度传感器均具有较好的灵敏度和线性度,其中蛇形结构的铂薄膜温度传感器的线性度最好,线性相关系数达到了0.99933,其电阻温度系数为0.002 35/℃。     

基于化学腐蚀法制备的光纤微结构传感器

利用化学腐蚀法对单模光纤(HI-1060)进行端面微加工处理,制作了一种光纤干涉型传感器。将单模光纤一端放置于40%浓度氢氟酸溶液中腐蚀20 min,腐蚀凹槽深度为45μm,制得的传感器条纹对比度为6 d B,波长间隔14 nm。分别设计不同温度及不同折射率的酒精溶液对传感器的温度特性以及折射率特性进行分析研究。实验发现随着温度的增加传感器的谐振波长发生红移,温度灵敏度和线性度为15.3 pm/℃和0.996;随着酒精溶液折射率由1.341 7增加到1.348 3,传感器的谐振波长发生蓝移,折射率灵敏度和线性度为-1 185.7 nm/RIU和0.951。实验结果表明基于化学腐蚀法制作的光纤干涉型传感器对温度以及液体折射率变化均有较高的灵敏度,可用于温度和液体折射率传感测试。     

基于啁啾光栅的温度与应变测量解耦方法研究

实际环境中光纤光栅存在对应变与温度测量交叉敏感问题,提出了利用啁啾光纤光栅(CFBG)进行双参数同时测量的方法。通过将CFBG胶封于等强度梁上,利用CFBG反射谱的中心波长与带宽对温度与应变的灵敏度差异,组成系数解耦矩阵,实现对应变与温度的同时测量。室温下,CFBG的中心波长与带宽随应变变化的灵敏度分别为0. 79、1. 38 pm/με,线性度为0. 998 8、0. 999 3;在-20～60℃温度范围内,CFBG的中心波长与带宽随温度变化的灵敏度分别为22. 74、23. 97 pm/℃,线性度为0. 999 8、0. 997 0,表明使用单个CFBG可以实现同时测量应变与温度。     

无级变速器节能型减压回路低温下压力线性度优化

针对无级变速器中应用节能型先导比例减压阀的减压回路压力线性度随油液温度降低而变差的现象,采用中心组合的试验设计方法,以颤振电流的幅值及频率为输入参数,以压力线性度为观察目标进行了低温测试。根据低温测试结果建立了响应面模型,基于响应面方程进行了遗传算法寻优。根据仿真优化结果进行的低温测试结果说明了此方法的有效性。     

温度在紫外法测量COD中的影响研究

介绍了紫外法测量水质COD的测量原理,并且论述了温度在其测量中的影响。为消除温度对测量数据的影响,通过实验测定了三种浓度的COD水样对紫外线的吸光度随温度的变化数据,利用多元线性回归的方法对所测数据进行处理,从而得出了吸光度和温度之间的关系,为消除温度影响提供了依据。     

基于球形反馈线圈的三轴磁通门磁强计

在高精度三轴磁通门磁强计的设计中,均匀的反馈磁场有助于提高仪器输出的温度稳定性和线性度,同时也可在一定程度上减小由于磁强计各个分量互扰产生的零点偏移。通过简单的物理模型计算,提出了球形反馈线圈的设计方案,并给出了ansys电磁场仿真结果及反馈线圈内部磁场均匀性测试实验结果。经过测试,在此基础上制作的实验样机的线性度达到0.0038%FS,灵敏度温度系数达到0.0000755%FS/℃,且噪声性能也达到9.0807pT/(Hz)～(1/2)。     

温度解耦增敏式光纤光栅应变传感器

飞机载荷参数测试对保障飞行安全至关重要,光纤光栅传感器凭由诸多优势在不断尝试应用在其中。为了实现对结构应变的精确测量,同时排除温度带来的影响,通过对基底及光栅刻写工艺的特殊设计,实现了温度解耦增敏式光纤光栅应变传感器,并对基底进行有限元分析。在10~60℃的温度范围内,该新型传感器温度灵敏度为45pm/℃,较裸光纤光栅增敏4.5倍,线性度良好。在MTS拉伸试验机上测试拉伸试验件在0~700με条件下传感器特性,灵敏度为1.46pm/με,较裸贴方式增敏1.4倍,线性度良好。传感器温度误差小于0.1℃,应变误差小于3με。实验结果表明,传感器解耦性能良好,与理论分析相符,满足飞机载荷谱测试的应用背景。     

电感式位移传感器输出特性仿真分析

电感式位移传感器因其结构及电磁感应特点,不可避免地出现输出非线性与温度漂移的问题,影响其测试精度。针对这一问题,在分析电感式位移传感器结构特性与工作原理的基础上,建立了其输入/输出关系数学模型,并运用Matlab软件进行了仿真分析;探讨了输入/输出参数之间的变化规律。研究结果表明:电感式位移传感器存在一个近似线性工作区域±δmax,其线性度误差受线圈匝数与半径的影响;在其他参数一定的情况下,线圈半径与线圈匝数分别为定值、依次改变线圈匝数与线圈半径时,存在铁芯位移x,且当x≤│δmax│时,传感器输出特性近似成线性关系,线性度好;当x≥│δmax│时,传感器输出特性为非线性关系,线性度差。     

电容式位移传感器的线性度标定与不确定度评定

由于光刻投影物镜装调中电容传感器的线性度指标不能够满足位移调节精度的需求,本文提出了一种提高电容传感器测量线性度的方法。该方法采用压电驱动器提供位移进给;采用高精度激光测长干涉仪校准电容传感器的线性度,提供位移反馈以保证运动控制精度。采用高阶曲线拟合方法得到拟合系数对传感器线性度进行在线标定;对标定实验中的环境、安装、机构以及控制等进行不确定度分析与评定以保证电容传感器的线性度测量精度;最后进行电容传感器线性度的标定实验。实验结果表明:本文提出的线性度标定方法能够减小各误差项对于测量结果的影响,标定后传感器线性度由0.047 14%提高至0.004 84%,近一个数量级,并且线性度重复性较高,重复性偏差为0.38nm,全行程内线性度的合成不确定度为5.70nm,能够满足光刻物镜中位移控制精度的需求。     

测量电桥的线性化与温度补偿法

从提高线性度和减小温度误差两方面对传统惠斯登电桥进行了改进,给出了具体电路并进行了详细推导,同时以实验结果为依据对其性能进行了比较.     

法布里-珀罗光纤温度传感器的理论模型与仿真

设计了一种新型F-P(Fabry-Perot)干涉腔式温度传感器,具有高灵敏度、电绝缘性及抗电磁干扰等优点,能够胜任极端恶劣环境下的温度测量。采用腔内端面的反射光数学模型,并考虑输出光功率的线性度,对F-P传感腔初始腔长H、光纤端面反射率r的选取进行了优化设计与分析。应用有限元分析软件ANSYS对传感器的理论模型进行仿真与验证,模拟结果显示,当待测温度的变化范围为0~100℃时,干涉腔腔长随温度近似于线性变化,相应的理论灵敏度为1.636 nm/℃,精度为±0.2℃。     

导电塑料角位移传感器电阻膜的喷涂工艺研究

导电塑料自发现以来在敏感材料领域得到了广泛应用,尤其是在高精度角位移传感器中的应用越来越多.目前,主要采用喷涂法生产该类传感器的电阻膜,喷涂时电阻液的浓度、压力、时间、烘干的温度和时间与电阻膜的阻值大小、耐磨性(牢度)及线性度等性能有密切关系.试验研究表明:对于碳黑填料型导电塑料,在电阻液含碳黑15%时喷涂压力取0.5～0.6 MPa、时间为6～8 s得到的电阻膜阻值线性度最佳,而烘干温度取175 ℃、烘干用时4 min能获得最佳耐磨性;对于金属填料型导电塑料,电阻液含金属填料6%时喷涂压力取0.7～0.8 MPa、时间为5～6 s得到的电阻膜阻值线性度最佳,而烘干温度取165 ℃、烘干用时5 min能获得最佳耐磨性.这一研究成果对提高导电塑料角位移传感器的性能,降低生产成本具有一定的指导意义.     

梳齿式微机械加速度计闭环系统的线性度

为研究离心试验中微机械加速度计的线性度和输入加速度的关系,分析闭环系统的位置误差,然后根据微机械加速度计闭环系统的输出公式,对离心试验的加速度输入和电压输出之间的关系进行最小二乘分析,提出单程线性度和全程线性度的公式,证明线性度为输入的二次曲线函数,且与开环系统低频环路增益有关。线性度公式表明增大低频环路增益,增大悬臂梁机械刚度以提高线性度的方法。利用电测法估算机械参数,并利用离心试验的数据进行验证。结果表明,可以利用±1g静态翻滚试验的数学模型和电气参数来估计高g输入下的线性度,理论值与实测值符合得较好,因此可以用简单廉价的±1g线性度测试来粗略替代复杂且昂贵的离心试验进行满量程线性度的估算。