气体传感器阵列测试系统

介绍一个实用的气体传感器阵列测试系统的硬件和软件。该系统根据半导体气体传感器的特性，用多种波形产生电路给气体传感器加热，使该系统能够检测到一些通常方法检测不到的本质特性，为测试多传感器的性质提供了一个很好的工作平台。     

高精度电子鼻采样电路设计与检测系统开发北大核心CSCD

电子鼻融合了气体传感器阵列、数据采集电路和模式识别算法,可实现对不同气体的识别与分类。在电子鼻的研发过程和实际应用中,气体传感器阵列的响应、数据采集的精度直接影响着对目标气体的识别准确率。文中以高精度、宽量程采样为目标,设计半导体气体传感器电阻信号的采样电路,结合自动化配气系统提高信号采样稳定性。进一步通过上位机软件设计,研制出可测试多种气体的电子鼻检测系统。对乙醇、甲苯和甲醛3种气体的测试研究表明:该系统能够稳定地实现传感器电阻值信号采样,阻值范围在10 kΩ~100 MΩ,采样误差低于0.31%。结合良好的气体分类效果,展现出电子鼻应用于多组分气体检测的潜力。     

基于硅尖阵列的SF_6传感器制备及特性研究

针对电气设备中SF_6气体泄漏监测的需求,设计制备了基于硅尖阵列的SF_6传感器。完成了基于硅尖阵列的多针-板型负电晕放电气体传感器结构设计,主要包括硅尖阵列负电极、Au平板正电极、绝缘隔离层3部分。利用物理场有限元仿真软件COMSOL分析了针尖高度、针尖距离及电极间距对电场分布的影响,优化了器件结构参数。介绍了硅尖阵列负电极及Au平板正电极的MEMS工艺流程,完成了传感器的封装。搭建了测试系统,在不同湿度条件下测试了器件对0~100 ppm SF_6气体的响应。结果表明,设计制备的基于硅尖阵列的多针-板型电晕放电传感器可用于SF_6气体检测。     

基于神经网络的电子鼻检测系统研究

研制了一套由51单片机和厚膜传感器阵列组成的电子鼻系统,并介绍了该系统的工作原理。对不同气体通过传感器阵列产生的响应信号进行了数据采集,利用BP神经网络对样本进行分析识别,并在显示终端实现气体成分的定性或定量显示。     

基于Ag/TiO_2纳米管阵列的SO_2气体传感器研究

为了快速准确检测电厂中的SO_2气体浓度,采用电化学阳极氧化法制备了不同含量Ag纳米粒子的TiO_2纳米管阵列(Ag/TNTA),涂敷于带有金电极的氧化铝陶瓷管表面形成敏感薄膜,设计了一种薄膜型管式SO_2传感器。采用X射线衍射仪和扫描电子显微镜表征了Ag/TNTA纳米管阵列的相组成和微观形貌,分析了Ag/TNTA纳米管阵列对SO_2敏感机理。在气体传感器静态测试系统上,测试了SO_2传感器灵敏度、动态响应、湿度、温度、抗干扰和长期稳定等特性。结果表明,以Ag/TNTA为敏感薄膜的SO_2传感器灵敏度为96.8%,动态响应时间为2.2~6.4 s,恢复时间为2.4~6.6 s。在某电厂中连续使用3个月后,响应衰减了4.3%。表明该SO_2传感器可实现电厂中SO_2气体在线检测。     

人工嗅觉系统设计初步

采用纳米薄膜气体传感器构成传感器阵列，采用分压式取样电路测量传感器在气氛中电阻的响应曲线。提出“气味谱”的概念，用误差反传神经网络和自组织特征映射神经网络(SOM)进行学习训练和识别，结果表明SOM网络更接近于人类对气味的认知过程，是人工嗅觉系统较为理想的算法。玻璃基片等离子溅射镀膜方法是制造人工嗅觉所需的大规模气体传感器阵列的有效方法。     

基于LabVIEW的气体传感器程控标定系统

针对危化品运输安全性和气体传感器可靠性不高的问题,组建了一套用于半导体气体传感器的程控标定系统.该系统采用PCI-6208 D/A卡和PCI-9114 A/D卡实现对MFC(质量流量控制器)闭环控制,确保快速响应,精确配气.可对由3支气体传感器构成的阵列进行多种工作模式的标定.给出了系统的总体方案,构建了系统模型,阐述了系统硬件和软件的设计结构.软件分析及测试结果表明:系统运行稳定,为探测器生产厂家提供了理想的测试工具,有效地支持了产品的批量生产.     

基于ICA的气体模式识别方法研究

文中提出一种基于独立成分分析的非监督气体模式识别方法,用多元统计理论中的独立成分分析(independent component analysis-ICA)来分析金属氧化物半导体气体传感器阵列响应数据,进而实现对不同种类气体的分类.对所设计的电子鼻实验系统测量得到的气体传感器阵列稳态响应数据进行了白化和快速定点独立成分分析(FastICA)处理.实验结果表明该方法对区分一氧化碳(CO)、甲烷(CH_4)和氢气(H_2)3种气体有很高的识别率.     

基于BP神经网络的矿井一氧化碳检测方法研究

文章采用热催化传感器和电化学式气体传感器的配合使用，为了解决两种传感器对矿井一氧化碳和甲烷气体的“交叉敏感”问题，提出了一种基于BP神经网络技术的传感器系统。研究了采用两种传感器组成的多传感器阵列与BP神经网络相结合来实现一氧化碳气体浓度精确检测的方法。实验证明，利用基于BP神经网络的多传感器阵列模型，能有效的提高对井下一氧化碳气体的测量精度。     

基于气体传感器阵列和独立成分分析的易燃气体检测

本文提出一种基于气体传感器阵列和独立成分分析(ICA)的方法来检测常见易燃性气体,例如一氧化碳(CO)和甲烷(CH4).气体传感器阵列由6个商用金属氧化物半导体传感器组成,分别对这两个独立的气源产生响应.通过分析ICA散点图中CO和CH4的信息成分,实现了这两种易燃气体的定性和定量组分分析.仿真结果表明,用ICA对气体传感器阵列测量数据进行处理,可以提高气体识别的准确率和浓度测量的精度.     

基于KEITHLEY2000的传感器稳定性测试方法

针对传感器稳定性的测试需要,基于KEITHLEY2000表的功能和SCAN卡的功能,对其应用进行了二次开发,设计了单通道传感器稳定性测试和多通道传感器稳定性测试的硬件平台.通过对KEITHLEY2000表的RS-232通讯参数设置、测试参数设置进行研究,在.net平台下用C#语言完成了传感器数据采集和传感器稳定性数据的分析程序,实现了传感器稳定性数据的自动测试功能.测试精度与KEITHLEY2000表的测试精度相同.     

谐振式硅微结构传感器综合测试分析仪

提出了一种谐振式硅微结构传感器综合测试分析仪器,用于微机械谐振式传感器各关键环节的测试、分析与评估.主要解决测试对象特性模型、微弱信号处理、测试数据分析评估等问题,并将有关理论和技术集成为一台模块化的、具一定开放性的测试仪器.该测试仪器对于深入掌握谐振式硅微结构传感器谐振子和闭环系统的特性和优化方法,实现高性能微传感器具有重要意义.     

一种用于MEMS样品测试的六轴微力传感器

本文研制了一种用于MEMS样品测试的六轴微力传感器。首先采用有限元法对特定结构的传感器进行了静力学分析 ,确定了其布片方案 ;然后通过软件实现对传感器输出进行六轴力 /力矩的解耦 ,这大大简化了后置解耦电路的设计并降低了成本 ;最后本文给出了六轴微力传感器的标定曲线 ,证明其可用于MEMS做样品力学特性测试。     

光纤燃气温度传感器及测试系统

本文介绍了一种基于黑体辐射的光纤燃气温度传感器及测试系统,分析了影响传感器性能稳定性的主要因素及产生速度误差的原因,并采取了相应的解决方法。检定及试验结果表明,系统具有精度高,响应快、性能稳定的特点,为航空发动机燃气温度测量提供了一种新的测试手段。     

JJS1型翻斗雨量传感器校准仪出厂自动检定系统

JJS1型翻斗雨量传感器校准仪出厂自动检定系统利用89C51单片机和WT-1型微动传感器结合上位机程序对JJS1型翻斗雨量传感器校准仪进行自动检定。     

基于压电式压力传感器的冲击波载荷测试系统设计

为了满足对爆炸冲击波载荷精确测量的技术要求,设计了以压电式压力传感器为测试元件的爆炸冲击波载荷测试系统,并对所选压电式压力传感器的固有频率ωn与采样频率ω的关系进行了研究。试验表明,所选压电式压力传感器及设计的测试系统性能稳定、可靠,测试结果符合设计要求。     

电容式油藏物理模拟饱和度测量传感器

设计了一种用于测量油藏物理模拟平均饱和度的电容式传感器,建立了传感器的数学模型,对电容式传感器测量饱和度的原理进行了详细分析,讨论了传感器的检测电路原理,完成了传感器的检测电路设计,在虚拟电子工作平台上,对该检测电路做了仿真实验分析,仿真数据表明该传感器具有较好的非线性。在油藏物理模拟实验的平面模型上进行了实验测试,验证了用该测量方法测量油藏物理模拟饱和度是可行的,传感器的电路设计是可靠的。     

一种差动压磁式扭矩传感器的研究与设计

为提高压磁式扭矩传感器的测试精度和灵敏度，设计了一种三磁极差动式压磁扭矩传感器。论述了这种传感器的工作原理并导出了其感应电压输出方程和电流灵敏度计算式。通过试验，分析了传感器励磁电流强度、频率以及测试磁隙等对其输出特性的影响，也证明了这种传感器比传统交叉铁心压磁式扭矩传感器有更高的测试精度和灵敏度。     

OEM压阻芯片性能测试及装置

OEM压阻芯片性能测试装置由2个平台构成,即硬件平台和软件平台,具有自动测试芯片性能和控制探针台功能.OEM压阻芯片性能测试可实现4寸(1寸=2.54 cm)芯片上近千个传感器图形的性能测试.每个图形测试项目包括桥路电阻、失调电压、漏流、击穿.对测试项目的合格判定标准实现了开放式管理,可根据不同类别的传感器芯片,设置不同的合格判定标准;在击穿电压测试项目中,对反向偏置电压设置实现了开放式管理,可根据不同的要求,设置不同的反向偏置电压,方便了应用.     

InSb磁敏电阻脉冲涡流传感器的研究

脉冲涡流检测方法是涡流检测技术的一个新兴分支。因脉冲信号频带很宽,比单一频率正弦涡流衰减慢,其瞬态感应电压信号中就包含了有关缺陷的重要信息。本文分析了InSb磁敏电阻作为脉冲涡流检测元件的工作原理,设计了探头结构和调理电路,有效抑制了环境温度的干扰,并分析了应用InSb磁敏电阻的涡流探头检测金属裂纹特征的信息提取方法。实验结果表明,采用InSb磁敏电阻作为脉冲涡流检测传感器,具有较高的裂纹灵敏度,且可以较好地反映裂纹的深度。