一种基于忆阻器的新型曝光量传感器

为了增大曝光量传感器的测量范围,提出了一种基于忆阻器的新型曝光量传感器设计方案。该传感器主要由光敏电阻、限流电阻和忆阻器组成。光敏电阻的阻值随着光照度的变化发生改变,引起回路电流和电荷量发生变化。基于记忆效应,忆阻器利用其阻值来表征物体被辐照时光照度在一段时间内的积分值,从而实现了对曝光量的测量。为了验证所设计的基于忆阻器的曝光量传感器,进行了光照度恒定不变、逐渐增大和随机变化情况下的测试。实验结果表明,曝光量传感器实现了对曝光量的测量,具有比一般测量方法更大的测量范围,而且随着光照度的增大,传感器的测量范围随之增大。另外,随着限流电阻的增大,传感器的测量范围逐渐增大,但其灵敏度随之降低。     

忆阻值的影响参数分析

为了分析参数对忆阻器忆阻值的影响,通过搭建忆阻器的Matlab仿真模型,运用控制变量法,分别设置外加激励幅值为1,2V,电压频率为1,2Hz,忆阻器横截面积为10,25 μm2,忆阻器长度为10,20 nm,对不同条件不同参数的忆阻器模型进行了大量仿真分析.计算各伏安特性曲线和忆阻值的具体变化范围,通过对仿真数据的统一比较分析得出了不同情况下忆阻值的变化规律.     

基于改进忆阻器的高通滤波器设计与仿真

针对传统的忆阻器模型存在不能很好地与HP实验室提出的忆阻器物理模型中忆阻器的阻值变化特点相符的问题,提出了一种改进的带有阈值电压的忆阻器模型,该模型能很好地模拟忆阻器的"激活"现象,其特性与HP实验室的忆阻器物理模型相符;基于该改进模型设计了一种高通滤波器电路,该电路通过改变忆阻器阻值控制电路的输出信号来改变忆阻器的阻值,从而实现了滤波器截止频率的调节。SPICE仿真结果验证了设计的正确性。     

忆阻器交叉阵列及在图像处理中的应用

忆阻器是一种有记忆功能的非线性电阻,其阻值的变化依赖于流过它的电荷数量或磁通量.忆阻器作为第4个基本的电路元件,在众多领域中有巨大的应用潜力,有望推动整个电路理论的变革.文中利用数值仿真和电路建模,分析了忆阻器的理论基础和特性,提出了一种用于图像存储的忆阻器交叉阵列,可以实现黑白、灰度和彩色图像的存储和输出,一系列的计...     

忆阻桥放大效应在光纤式结冰探测中的应用

鉴于双光路通道差动测量方法能够有效去除共模干扰,本文将新型电路元件—忆阻器与传统的光纤式结冰传感器相结合,提出了纳米级尺寸具有放大效应的忆阻桥网络结构,分析了忆阻桥的放大效应原理,实现了光电二极管光电流信号的放大,以桥臂忆阻阻值和感知忆阻两端电压作为传感输出,对冰层厚度进行探测。仿真实验结果表明：该双测量通道忆阻桥网络结构能够同时有效消除光路扰动和扩大结冰厚度的测量范围。     

电子电位差计测量范围的改变

在实际工作中遇到仪表的分度号和测量范围不适合需要的情况时,可根据生产的实际需要改变现有仪表的测量范围,包括改变仪表测量桥路电阻值和绘制刻度标尺等。改变测量桥路电阻时,可根据要改的分度号和测量范围查阅该型号电位差计测量桥路的电阻数值表,然后根据表中所列数值配制桥路电阻。但有时该表不易找到,就是找到了,表中也不一定有我们需要的分度号、测量范围的桥路电阻值。这时,我们可用电阻箱代替桥路电阻,采取"拉刻度"或计算的方法配置桥路电阻。仪表的改刻度主要是确定测量桥路的刻度下限电阻R_G,量程电阻R_M和限流电阻R_4的阻值。仪表桥路中的温度补偿电阻R_W,如果分度号不变,其阻值一     

基于纳米材料气体传感器的接口电路设计

为了在测试的过程中测量纳米材料气体传感器变化的电阻信号,针对高灵敏度的纳米材料气体传感器,设计了一种宽动态范围的快速采样接口电路,基于积分电路的原理,将流经传感器的电流转换成一定脉宽的方波信号,单片机捕获脉冲时间并换算成传感器电阻值。电路在1 kΩ～500 MΩ测量范围内的最大线性误差为5%,能够应用于气体传感器的测试和标定、手持气体检测设备以及电阻测量等领域。     

忆阻器状态逻辑中与操作的高效设计与实现

作为电阻、电容、电感之外的第4种基本电路元件,忆阻器自2008年被发现以来受到学术界和产业界的广泛关注.忆阻器的阻值记忆效应和纳米工艺制造方式使其被认为可用于构建未来更大容量和密度的存储器,逐渐替代FLASH等现有存储器件.除存储功能外,HP公司在2010年《Nature》上发表的文章表明,忆阻器还可以通过以蕴含为基础的状态逻辑实现任意逻辑运算.研究了忆阻器状态逻辑的另一种操作——与操作,提出了一种更加高效的与操作实现方法,该方法不需要增加额外的忆阻器,降低了激励电压的复杂性,减小了误差,使运算更加简便高效.最后通过SPICE模拟仿真对提出的方法进行了验证.     

忆阻在混沌电路中的应用综述

忆阻是被认为是除电阻、电容、电感外的第四种基本电路元件.具有记忆功能的非线性电阻.作为基本元件的忆阻器出现,必将导致电子电路的结构体系、原理、设计理论的变革,并促进电子行业新的应用领域的发展.本文从忆阻在混沌系统中的应用来介绍忆阻的应用现状.先介绍忆阻特性和原理,然后引入忆阻器应用在混沌领域的研究成果以及电路仿真忆阻电路.     

自动电阻测量仪设计

系统基于C8051F360单片机的自动电阻测量仪,通过恒流源模块、切换档模块、分压模块、A/D转换模块、电机模块以及电阻值显示模块实现了电阻在大范围内的测量,并且能在测量量程为100Ω、1 kΩ、10kΩ、10MΩ的四档电阻中自由切换,测量精度较高,且具有电阻筛选、声光报警提示、自动测量和显示电位器阻值随电机旋转角度变化曲线等功能,利用恒流源测量前三档电阻时稳定性较高,性能优越.设计达到了要求的指标,具备较高的精确度.     

基于角度传感器的玻璃材料折射率的测定

在介绍根据布儒斯特定律测量玻璃材料折射率的方法和用磁阻式角度传感器测角原理的基础上,提出一种利用角度传感器测量材料折射率的新方法,实现了角度量和材料折射率的非电量电测。通过用此方法测量2种玻璃样品的折射率与理论值进行比较,发现在不考虑传感器温度漂移及装置的平整性等系统误差的条件下,折射率测量的相对误差小于3%。研究还表明:新型锑化铟磁阻角度传感器的线性范围约200°,为设计非接触式角度量及折射率的自动测量系统打下了基础。     

Evaluation of quantitative glare technique based on the analysis of bio-signals

Abstract

This laboratory study evaluated the effect of glare source (halogen, HID and LED) and its illumination levels (0.7, 2 and 5 lx) using a quantitative methodology. Pupil diameter and electroencephalography were measured using FaceLab and Biopac systems, respectively. The discomfort glare was assessed subjectively with Borg’s CR-10 scale. Twenty healthy subjects participated. Pupil size was significantly affected by the headlamp type and illumination condition. Pupil size was smaller when exposed to the LED headlamp than other headlamps (Halogen > HID > LED). In addition, when the illumination increased, pupil size decreased (0.7 lx > 2 lx > 5 lx). Also, driver’s discomfort increased when pupil size was small, and theta waves were high. This discomfort may cause reduced attention and safety of the driver. These results can be applied to design and development of headlamps. Further investigation is necessary with adopted methodology to evaluate other headlamps in different illumination conditions.

Practitioner Summary: This study evaluated pupil size and electroencephalography under different glare source (halogen, HID and LED) and illumination levels (0.7, 2 and 5 lx). Driver’s discomfort increased when pupil size was small, and theta waves were high. This discomfort may cause reduced attention and safety of the driver.     

一种新型集成荧光传感器设计与实现

基于标准CMOS工艺设计了一种新型的集成荧光传感器,该传感器采用P+/Nwell/Psub双结深光电二极管结构和高灵敏度的电容跨阻抗放大器(CTIA)有源像素电路结构。传感器采用0.5μm CMOS工艺实现,测试结果表明:双结深光电二极管在波长532 nm时具有峰值灵敏度为2×10-8A·m2/W,CTIA有源像素结构在光照6lx、积分时间为310μs时的灵敏度可以达到2243 V/lx·s。该设计表明:采用双结深光电二极管单元的CTIA有源像素电路对微弱的光具有更高的光电转换灵敏度。     

基于固态Ag/AgCl参比电极的氧化钨pH电化学传感器的研究

通过浸涂法在钨金属丝上涂敷氧化钨氢离子敏感膜,制备了氧化钨H 选择性电极,采用尿素改性聚乙烯醇作为参比电极的固态薄膜材料并进行KCl掺杂,经Nafion膜进行修饰后制备了固态参比电极.利用自制的氧化钨pH电极与固态参比电极制成pH电化学传感器,该传感器具有良好的响应电位E-pH线性函数关系,响应范围为pH2～pH11.响应灵敏度与氧化钨的热处理温度有关,200℃热处理后的响应灵敏度为52.81 mV/pH, 响应时间与氧化钨敏感膜、测试溶液pH值以及溶液温度有关.在pH2→pH11→pH2循环测试过程中,传感器的滞后效应较小.该传感器有良好的选择性,响应行为不受Na 、F-等常见离子的影响,但是受到氧化还原性的NO-3、I-等离子的干扰.传感器内阻很低为22.8 kΩ,远小于玻璃pH计的内阻(1×109 Ω).该传感器在各种饮料中具有较高测量精度,与玻璃pH计的测量值进行对比,两者的差值在(-0.06 pH, 0.15 pH)范围内.在10-5M→10-1M柠檬酸溶液中,传感器的响应电位与溶液浓度存在良好的线性关系,响应时间小于1 min.     

微型光纤光栅土压力传感器量程及其过载能力分析研究

为定量分析压力传感器的测量量程及其过载能力,提出一种微型光纤光栅土压力传感器并构建其气压标定系统。对微型光纤光栅土压力传感器进行理论分析得其灵敏度为7.5 nm/MPa,测量量程可达1.06 MPa。而分析光纤光栅土压力传感器性能测试数据得:该传感器压力灵敏度为5.9 nm/MP,线性度为99.93%,可测量实际量程为225 kPa,过载能力上限值为300 kPa。研究结果可用于指导设计规定量程的光纤光栅土压力传感器,具备一定应用价值。     

准静态冲击波压力测量系统校准技术研究

冲击波压力测量常采用的压电式ICP传感器及高阻输出型冲击波压力传感器低频特性较差,不适宜采用静态校准,针对该问题提出了基于“比对式”的准静态校准方法。介绍了准静态“比对式”校准原理,分析了压力脉宽的选取依据,组建了标准压力监测系统,提出了精度要求,探讨了基于“比对式”准静态校准的冲击波压力测量系统的量传途径。利用落锤液压标定装置,对典型冲击波压力传感器进行准静态校准实验,获得了该传感系统的灵敏度、线性度及重复性。     

一种二维力/扭矩传感器的设计

针对用于测试旋转型行波超声电机工作状态下定子、转子摩擦力/力矩的特殊要求,并利用有限元法对传感器进行了结构优化,设计了组合式二维传感器,该传感器的一维测量法向正压力;另一维测量扭矩。法向力的量程为0~200N,准确度为0.09%;扭矩的量程为0~2N.m,准确度为0.41%。满足了试验要求。     

基于近邻量测认知信息的多传感器融合估计

在构建传感器模糊量测认知偏差的基础上,提出一种新的多传感器融合估计方法。运用相邻量测样本均值和协方差度量传感器可靠性,确保融合权重分配的客观性和灵敏性。实验结果表明,与基于均值融合算法和支持度融合算法相比,使用该方法得到的融合权值分配方式更加合理,可进一步提高估计精度。     

大量程纳米位移传感器的微纳加工制造

针对解决大量程纳米位移精度测量难度大的问题,提出了新型纳米时栅传感器。就大量程、高精度位移传感器的亚微米精度加工而言,宏观尺度范围内周期性结构单元一致性制造是保证位移传感器可靠性和高精度测量的关键所在。对上述提出的问题,采用高精度自动拼接曝光技术加工并实现了大量程标尺的图形转移,结合微纳加工方式实现时栅传感器亚微米级精度的制造。通过实验验证所加工出的样机能够达到预期目标,并且测量误差峰值在500 nm以内。     

All fiber-optic sensing of light using side-polished fiber overlaid with photoresponsive liquid crystals

This study presents a highly sensitive, all-fiber sensor for in situ detecting light. A fiber-optic light sensing platform was created by overlaying an in-line side-polished fiber (SPF) with a photoresponsive liquid crystal (P-LC) consisting of an azobenzene dye, a chiral dopant, and a nematic LC. The resulting P-LC overlaid SPF light sensor is sensitive to three different light sources, including 380 nm light emitting diode (LED), mercury lamp, and office ceiling lights. Under the light illumination, the energy of irradiation from short wavelengths of light (<450 nm) initiates the trans-to-cis photoisomerization of azobenzene. The photochemical LC-phase transition induced by the generated cis-moiety of azobenzene changes the refractive index of LC-overlaid side-polished area. Light illumination increased the attenuation of the input laser signal. After turning off the illumination, the attenuation returned to its original value, allowing the fiber-optic light sensor to be reused. The sensitivity of the resulting fiber-optic light sensor was 0.16 dB/(μW/cm²) with a detection limit of 5 μW/cm² and 0.06 dB/lx with a detection limit of 45 lx when a 380 nm LED and office ceiling lights were used as illumination sources, respectively. The detection limit increased from 45 to 12 lx when P-LC containing 20 wt% azobenzene was used as light sensing material. The proposed fiber-based light sensor has potential use in harsh environments, such as severely humid and corrosive environments, which could damage mechanical and electronic light sensors.