Dew point and relative humidity measurement using a quartz resonant sensor

A new dew point measurement device for humidity measurement in high temperature environment using a quartz crystal sensor was proposed. Combined with Peltier module and quartz crystal, active condensation occurs in the quartz surface to change the mass on the surface of quartz crystal, and use the shift of its resonant frequency identify the time of condensation. This quartz sensor does not require any absorbent material, and it is directly stuck on the Peltier element. The sensor system can also be achieved relative humidity measurement based on dew point and ambient-temperature measuring. It can operate in the range of dew point temperature from 50 to ?30 °C, and in the range of relative humidity from 1 to 90 % RH. The measured dew points values and relative humidity values showed very good agreement with reference values and were within ±0.3 °C, 1 % RH, respectively over the whole temperature range.     

A Micromachined Inline-Type Wideband Microwave Power Sensor Based on GaAs MMIC Technology

Wideband 8–12-GHz inline-type microwave power sensors that are based on measuring the microwave power coupled from the coplanar waveguide line by a microelectromechanical systems membrane are presented. In this method, the signal is available during the power detection. In order to obtain the low reflection losses and insertion losses, as well as the wideband response of the power sensor, an impedance match structure and a compensating capacitance are proposed. The fabrication of the power sensor is compatible with the GaAs monolithic microwave integrated circuit (MMIC) process. The experimental results show that the sensor has reflection losses better than 20 dB and insertion losses less than 0.45 dB up to 12 GHz. A sensitivity of more than 30 $muhbox{V/mW}$ and a resolution of 0.2 mW are obtained at the 10-GHz frequency.$hfill$[2008-0219]      

多孔硅相对湿度传感器的设计

基于对三明治型与平铺型两种多孔硅湿度传感器结构的灵敏度分析与比较,结合两种结构的优点,设计出新的传感器的结构。通过对该结构湿度传感器的性能测试,得出该传感器的灵敏度为1.1 pF/RH%,响应时间为73 s,温度湿度系数为0.5%RH/℃,该湿度传感器适用于在中低湿环境中测量,在每隔20 d的时间对传感器跟踪测试,证明该传感具有较好的稳定性。此外为了传感器可以自解吸附,该传感器采用多晶硅为传感器加热除湿,在金属电极上溅射一层钝化层以防止电极被水汽腐蚀。     

高空湿度探测用加热式湿度传感器的研制

为实现高空高湿环境下对湿度的准确测量,本文设计和研究了集成加热功能的湿度传感器,在探空仪进行高空湿度探过程中利用两只加热式湿度传感器进行轮流加热除湿和湿度测量。通过对聚酰亚胺湿敏材料进行改性和合成,设计和制作了加热式的电容型湿度传感器,其灵敏度为0.2195 pF/%RH、响应时间小于1 s、湿滞为4.8%RH、半年漂移量在±0.3%RH以内。通过分析不同温度下的加热恢复时间,制定了加热式湿度传感器轮流工作的机制,轮流加热时间和周期分别为2s和120 s。并利用数据采集电路以及GPS探空仪对加热式湿度传感器进行了地面静态性能和高空动态性能测试,其高空湿度探测结果与VA SALA RS92的显示出较好的一致性和较低的湿度误差。本文研制的加热式湿度传感器能具有良好的地面性能,实现了交替加热除湿和湿度测量的功能,具有高空湿度探测的应用潜力。     

A voltage source model on thermoelectric power sensor based on MEMS technology

In order to achieve monolithic integration of thermoelectric power sensor and its amplification system and improve the measurement accuracy of microwave power, a voltage source model is researched in this paper. And the thermoelectric power sensor is designed and fabricated using MEMS technology and GaAs MMIC process. It is measured in the X-band (8–12 GHz) with the input power in 100 mW range. When the input microwave power is at 10, 50 and 100 mW, respectively, the frequency dependent coefficient k₁ is −0.073, −0.39 and −0.82 mV/GHz, respectively. The sensitivity coefficient k₂ is 0.311, 0.303, 0.293, 0.284 and 0.279 mV/mW at 8, 9, 10, 11 and 12 GHz, respectively, and has an excellent linearity. Based on the voltage source model, the feedback coefficient of its amplification system is set to 0.0078 × P_in to compensate the loss power caused by frequency dependent characteristic. In addition to miniaturization and low cost, an advantage using this model is significantly improved measurement accuracy.     

Design and characterization of a humidity sensor realized in LTCC-technology

A new type of integrated temperature and humidity sensor applying Low Temperature Cofired Ceramics technology (LTCC) has been developed and characterized. The proposed device is based on the detection of the difference of thermal conductivity between water vapor and dry air. In this approach, sensing elements are implemented using heated metal film resistors (Pt-elements), where one is exposed to the humid environment that causes the sensor element to cool down with increased humidity, while the other one is sealed from the environment. LTCC-tapes are used for the formation of caps as well are acting as substrate. Sensor design is based on finite element analyses (FEA) where the critical design parameters have been analyzed with regard to the performance characteristic of the device.     

基于虚拟仪器的人工环境室温湿度测量

在电力系统中,为了研究高压电气设备外绝缘特性,需要人工环境室的温湿度能精确测量。本文将虚拟仪器技术应用于温湿度测量中,以LabVIEW为软件开发平台,以计算机为核心,配上传感器、数据采集卡和相应软件,对人工环境室的温湿度进行实时精确测量,并将结果以图形和数字两种方式进行实时显示,而且还扩展了数据存储功能,显示了虚拟仪器技术在温湿度测量中应用的灵活性和其功能的强大。     

利用微波测量中药丸料湿度实验研究

介绍利用波长为3cm的微波技术对中药丸料湿度的测量，主要有微带式微波固态信号源，微带式测湿传感器，选频放大器，微波透射衰减量与中药丸料湿度的线性关系等。通过实验结果表明，由于中药丸料密度一致性非常好，因此，只需单一测量微波功率衰减量，便可实现对药料的湿度测量，对于中药生产业具有一定的实际应用意义。     

基于Arduino控制板的数据采集智能小车的控制系统设计与实现

为实现具有环境数据采集功能的智能小车控制,设计并实现了基于Ardu-no控制板的控制系统。选用Arduino Mega 2560控制板为控制核心,搭配DS1-B20温度传感器、DHT11湿度传感器、MQ-2烟雾传感器、超声波测距传感器、E-P8266Wifi通讯模块组成硬件系统;采用PWM脉宽调制技术调节小车行进速度,PID算法调节小车的行进方向。调试结果表明,小车具有基于Wifi的无线遥控操作功能,能够对起所处环境中的温度、湿度、烟雾数据进行实时测量、采集和传输,并能自动检测前方障碍物。证明了基于Arduino控制板的控制系统在环境数据采集智能小车中应用的可行性。     

一种适用无源RFID的集成加速度传感器设计

针对射频识别（ RFID）与无线传感器网络（ WSNs）融合研究的需要,基于0.35μm CMOS工艺设计了一种集成加速度传感器。传感器单元采用从单晶硅衬底的背面进行深反应离子刻蚀工艺,背面刻蚀完成后再正面对金属和介质复合层进行各向异性刻蚀。集成电容式传感器接口电路基于锁相环原理,将传感器信号转移到频率域处理,避免了高功耗的A/D转换器的使用,直接完成电容/数字转换。后期测试结果显示：所设计的集成加速度传感器线性度好,稳定性高,功耗低,适合无源RFID及其它超低功耗应用设计。     

温湿度及加速度信号在线监测低功耗无线传感系统设计

提出一种用于在线监测工业设备自身振动信号和工作环境温湿度的低功耗无线传感器的模块化设计方法。该无线传感系统采用低功耗单片机MSP430F5438作为核心控制单元,由振动加速度检测模块、温湿度模块、射频通信模块、串口通信模块及供能模块构成。主要研究了采用高集成单元器件以低功耗运行的工作方式,实现振动信号和工作环境温湿度参数监测的设计方法,以及使监测系统满足低功耗和性能监测要求的系统的各个模块的工作模式（包括时序）和电源管理模式。使监测节点在满足在线完成实时监测以及信号传输等性能要求的基础上,降低系统功耗延长系统节点采用电池供电的寿命要求。     

基于Multisim 的NTC 热敏电阻温度 测量电路的设计与仿真

由于NTC热敏电阻存在严重的热电非线性问题,使得对应的温度测量电路的设计相对复杂。为此本文根据 NTC热敏电阻的性能参数特点,设计了相应的温度测量电路,并对此温度测量电路在multisim环境中进行了仿真分析,仿真结 果达到电路设计要求。     

适用于火箭环境监测的无线传感网络应用研究

无线传感技术在遥测领域一直以来有着重要地位,具有广泛的应用前景。本文提出了适用于箭体内环境参数测量的无线传感网络设计方案,详述了硬件和软件的设计方案,并给出了基于CC430的适用于航天复杂环境的无线传感网络设计实例,以监测箭体内的温度、湿度环境参数,并通过实验证明了本设计具有低功耗,高可靠性,组网灵活的特点。     

一种新型MEMS微波功率传感器的理论模型与优化设计

提出了一种新型的MEMS微波功率传感器.与传统的结构相比,新结构具有测量误差小、设计简单、使用方便等显著优点.然后在全面考虑了热传导、热对流、热辐射三种传热机制的基础上,对传感器的主要部分即热电堆建立了热模型,进而导出了灵敏度、时间常数、噪声的理论解析式.最后根据拉格朗日乘数法原理,以给定的时间常数和噪声大小为约束条件,求得灵敏度达最大时热偶长度和串联数目的最佳值.     

基于CC2530的温湿度监测系统的设计与实现

针对能够实时了解、监控环境现场温湿度状况的实际需要,设计了基于TI射频收发器CC2530芯片及温湿度传感器SHT10组成的无线传感器节点,利用ZigBee技术组建无线温湿度传感远程监测系统。测试结果表明：系统不仅实现了实时环境现场监测,而且Web服务满足了远程监控的实际需要。系统具有性能稳定,易于布设、维护、扩展等优点。     

小卫星大气微波探测仪及其应用模拟研究

小卫星大气微波探测仪技术是目前微波遥感技术的一个研究热点。通过研制一台小卫星大气微波探测仪（以下简称大气微波探测仪,英文简称SAMS）并搭载在我国的商业小卫星上,实现对大气温湿度、极端天气和降雨的快速测量。介绍了SAMS的应用方面设计的特点,并结合目前的灵敏度测试数据,分析了在轨应用性能,尤其是在海面气压、大气湿路径延迟反演方面小卫星微波探测仪提供了一种新型灵活的探测手段,同时也对载荷在大气温度和湿度廓线探测常规的探测能力方面也进行了总结和分析,为卫星数据的应用和开发打下基础。     

基于SHT75的多功能数显温湿度计设计

由数字式湿度温度传感器SHT75的原理,设计了一种多功能数字显示温湿度计。该温湿度计具有精密度高、性能稳定、由CRC校验据保证了数据的可靠性;在实时温度和湿度数字显示的同时,能够计算对应露点;且具备电源选择功能。该设计的特点是：USB接口等实现多种数据输出,为温湿度计与其它功能模块结合使用提供了条件,也为温度和湿度的自动控制提供了方便。该温湿度计还能够进一步开发温度和湿度远程自动控制系统。     

温湿度检测的无线传感器网络

介绍了用于温湿度检测的无线传感器网络的设计,讨论了传感器节点的温湿度测量原理、电源特征和通信模式。该系统稳定性好,通信效率高,可广泛应用于环境检测。     

超低功耗的水密舱工况综合监测报警系统

水密舱的渗漏工况是水下装备可靠工作的安全保障。论述了低功耗设计原理,分析了低功耗单片机的性能参数,并以该单片机为核心,利用集成温度传感器监测温度,湿敏电容结合555振荡器监测湿度,电阻分压监测供电电压,凝露传感器监测渗漏,设计并实现了一款超低功耗的水密舱渗漏及工况综合监测报警系统;分析了单片机监控软件流程,给出了系统性能参数及功能测试数据。综合测试结果表明,本监测系统工作可靠、功能齐全、性价比高,而且最大功耗≤17.5 mW。     

基于XTR105和C8051F020的温湿度测量系统

介绍了基于BB公司的集成芯片变送器XTR-105的铂电阻温度传感器的温湿度测量系统。由于使用SOC单片机C8051F020进行信号的采样、放大厦A／D转换．得到相关的干湿球温度，然后进行查表运算得到相对湿度。该温湿度测量系统具有结构简单、可靠性高、调试方便、测温范围广、精度高、可远距离传输等优点。