硅微机械谐振式压力传感器组合敏感原理

为解决硅微机械谐振式压力传感器的微弱信号检测问题,并改善其可靠性和动态响应,提出在传感器原有结构上增加辅助传感器,构成组合敏感原理。利用根据辅助传感器测量结果推算出的谐振频率近似值,可控制带通滤波器的中心频率以改善噪声抑制;可及时判断闭环系统失效;可在闭环系统失效状态下继续部分维持传感器的测量功能。辅助传感器的制造工艺与主传感器兼容,附加成本低。     

传感器网络中基于树的感知器分布优化

无线传感器网络中,感知节点的合理分布对于提高网络的感知能力和信息收集能力以及提高网络的生存期限都具有重要的作用。对于随机分布方式产生的感知网络,可以利用节点的移动性对特定感知节点的位置进行调整从而改善网络整体的感知覆盖范围。为此,利用 Voronoi 图以及相关 Delaunay 三角网定义了传感器网络中以sink 节点为中心的伸展树,并提出了基于遗传算法的感知节点分布优化算法。仿真结果表明,算法能够以较小代价对传感器网络进行节点的分布优化,从而有效提高网络整体的感知能力。     

MEMS F-P 干涉型压力传感器

为了满足工业、航天、国防等领域对微型化压力传感器的需求,提出了基于微机电系统（MEMS,Micro electromechanical System）技术制作的非本征型光纤法布里-珀罗（F-P）压力传感器,该传感器传感头由全玻璃材料构成。主要研究了MEMS 技术制作全玻璃结构式压力传感器工艺,结合溅射、光刻、腐蚀等工艺在7 740 wafer 基底上制作出F-P 腔体,利用低压化学气相沉积（LPCVD）的方法在基底上沉积一层40 nm 的非晶硅作为中间层。通过阳极键合技术在温度400℃下完成玻璃与玻璃的键合,并搭建了该传感器的压力测量平台。实验结果表明:在压力线性范围0~400 kPa 内传感器具有很高的重复性,达到0.3%。灵敏度达到1.764 nm/kPa;在传感器使用范围0~80℃内,热敏感系数为 0.15 nm/℃。该传感器的研究对设计制作改善了该类传感器的热膨胀失配问题,对低温漂型压力传感器的研究有一定参考价值。     

CMOS电容式湿度传感器特性研究

提出了一种CMOS电容式湿度传感器特性研究方案.研究所用的微电容湿度传感器由标准CMOS工艺结合MEMS 后处理技术加工而成.为了测试湿度传感器的响应时间,设计了一种响应时间测试装置.测试结果表明,该电容式湿度传感 器在相对湿度25％～95％的范围内具有较好的线性度;其回滞在75％RH时达到最大,为2％ RH;该传感器...     

微型化FAIMS气体传感器的制备与测试

依据高场非对称波形离子迁移谱(FAIMS)原理,设计了一种迁移区和收集区一体化式的微型化FAIMS气体传感器.电离区采用能量为10.6 eV的紫外灯对异丁烯气体进行电离,迁移区和收集区采用微电子机械系统(MEMS)工艺进行制备,将图形化后的硅片和硼硅玻璃通过阳极键合工艺制备成一体化的传感器,传感器尺寸为3 mm×4 m...     

一种新的全天候的目标跟踪技术

针对跟踪过程中,由于目标机动的随机性,可能出现目标跟踪丢失的情况,提出了一种融合毫米波数据和红外数据的目标跟踪技术。将毫米波和红外两传感器的工作频率设成互补状态,用毫米波传感器进行测距,红外传感器进行测角,并分别独立的对观测空间进行门限滤除,然后对两传感器门限滤除后所获得的数据利用D-S证据理论进行融合,最后利用融合后更加精确的数据进行目标关联,形成航迹。该技术可以实现全天候工作。实验证明了该方法的有效性。     

Exploiting cognitive wireless nodes for priority‐based data communication in terrestrial sensor networks

A priority‐based data communication approach, developed by employing cognitive radio capacity for sensor nodes in a wireless terrestrial sensor network (TSN), has been proposed. Data sensed by a sensor node—an unlicensed user—were prioritized, taking sensed data importance into account. For data of equal priority, a first come first serve algorithm was used. Non‐preemptive priority scheduling was adopted, in order not to interrupt any ongoing transmissions. Licensed users used a nonpersistent, slotted, carrier sense multiple access (CSMA) technique, while unlicensed sensor nodes used a nonpersistent CSMA technique for lossless data transmission, in an energy‐restricted, TSN environment. Depending on the analytical model, the proposed wireless TSN environment was simulated using Riverbed software, and to analyze sensor network performance, delay, energy, and throughput parameters were examined. Evaluating the proposed approach showed that the average delay for sensed, high priority data was significantly reduced, indicating that maximum throughput had been achieved using wireless sensor nodes with cognitive radio capacity.     

用于周界安防的光纤光栅振动传感系统研究

基于光纤光栅传感理论设计了一种应用于周界安防的低频振动传感器.采用商用解调仪OPD4000对传感器的灵敏度进行了测试,在10～100 Hz频率范围内,传感器灵敏度高于1 000 pm/g.基于非平衡迈克尔逊干涉仪相位载波调制(PGC)解调技术搭建了一套光栅传感器解调系统,实现对传感器低频振动信号的高精度实时解调,使得该系统可广泛应用于机场、监狱、油库、核场所等重要区域的周界安防中.     

Intensity-based fibre-optic sensing system using contrast modulation of subcarrier interference pattern

An intensity-based fibre-optic sensor using modulation of the contrast of an interference pattern has been demonstrated. As an example the intensity sensor was chosen to be a displacement sensor. The system has shown high sensitivity and stability.<>     

全天时星敏感器的建模分析与实验验证

全天时星敏感器技术可以将星敏感器的应用推广到临近空间飞行器如平流层飞艇和高空气球等平台,是星敏感器未来发展的一个重要方向。由于白天受到强烈的大气背景辐射的影响,可见光波段星敏感器的探测能力显著受限。大气背景辐射在短波红外处的强度迅速降低,因此利用短波红外成像系统在0.9~1.7m波段下进行恒星探测成为研究全天时星敏感器技术的一种有效可行的方案。为了系统地分析并验证短波红外全天时星敏感器的可行性,文中在分析全天时星敏感器探测模型的基础上,重点讨论了短波红外探测器噪声对星敏感器探测能力的影响并基于探测模型确定了20 km高度处全天时星敏感器的光学参数。基于短波红外探测器研制了全天时星敏感器原理样机,结合地面处的观星实验,测试了原理样机的探测性能并验证了全天时星敏感器探测模型的正确性。