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.     

基于Duffing系统的谐振式微悬臂梁传感器微弱谐振信号检测

研究了基于Duffing振子系统的微弱信号检测在谐振式微悬臂梁传感器中的应用。根据待测信号频率的不同,通过时间尺度变换建立了任意频率下的Duffing振子数学模型。利用RHR改进算法求解最大Lyapunov指数,并确定系统相变临界阈值,通过监测最大Lyapunov指数符号的变化来检测微弱谐振信号。详细介绍了两种幅值检测算法,通过试验验证了减法算法比加法算法更具优越性,不受大范围幅值的影响。评价了Duffing振子系统在不同噪声水平下检测微弱谐振信号的能力,添加噪声方差0.000 1和0.001后,检测相对误差控制在0.005 2%以内;当添加噪声方差到0.01时,原有Duffing方程模型无法检测到最大Lyapunov指数符号的变化,检测失效。最后,通过改变原有Duffing方程非线性恢复力项系数,在添加噪声方差到0.5时,依然能够通过求取所测信号频率的平均值准确提取微弱谐振信号。     

全光纤硅谐振传感器关键技术的研究

光源激励和光信号检测,是全光纤硅谐振传感器的两项关键技术。通过研究,成功地解决了光源激励中输出功率、波形、恒流工作和宽频带等技术问题。根据相关检测原理设计的检测电路,成功地实现了对微弱光信号的检测,并具有很高的动态响应。     

一种基于MEMS技术的新型谐振式微流量传感器

提出了一种新颖的微机械谐振式微流量传感器.该传感器采用电磁激励方式.传感器主要由1个3 μm 厚H型谐振器、1个40 μm厚的悬臂梁平板(2 000 μm×5 000 μm)以及连接平板和框架的2根40 μm厚的支撑梁组成.谐振器采用低应力富硅氮化硅SiN制作,可以方便地使用湿法腐蚀释放谐振器,从而简化工艺流程,提高成品率.文中分析了理论模型、有限元仿真(FEA)、工艺制造和测试结果.测试结果显示,传感器在1 SLM(标准L/min)流量下,频率漂移为500 Hz,分辨率达到5/1 000.但在输出(谐振器频率漂移)和输入(气体流量)间存在二次曲线关系.     

一种谐振型声表面波传感器

文中阐述了一种谐振型声表面波传感器的结构和工作原理,介绍其测试机理和数据处理方法。通过实验证明了其在理论和技术上的可行性。     

一种谐振式加速度传感器及其设计

为解决当前模拟输出式加速度传感器测试精度相对较低的问题,利用谐振式传感器重复性好、分辨率高、稳定性优良的特点,设计了一种谐振式加速度传感器.通过理论计算,得出了线加速度与敏感元件谐振频率之间的关系,并通过有限元软件对其进行了仿真计算.计算结果显示,传感器在空载状况下谐振频率的理论计算结果与有限元分析结果分别为722.2Hz与720.87Hz.在1g加速度下两种计算方法得到的谐振频率计算结果分别为727.3Hz与726.28Hz,两种情况的相对误差仅为0.18%与0.14%.对加工完毕的加速度传感器进行了测试,测试结果表明:在谐振状态下,传感器的敏感元件的谐振频率大约为718.2Hz,与理论计算及仿真结果基本接近,证明了设计的正确性.     

小波分析在光激光拾硅微谐振传感器微弱信号检测中的应用

光激光拾硅微谐振传感器在实际测量中光拾信号非常微弱，往往淹没在噪声中，无法识别其谐振频率。根据光拾信号与噪声的频率特性，采用小波多分辨分析方法将噪声与信号分离，并采用双频法识别系统，研究了采样频率与系统谐振频率的关系，在两个最佳采样频率下达到准确识别谐振频率、固有频率与阻尼比。     

一种谐振式加速度传感器及其设计

为解决当前模拟输出式加速度传感器测试精度相对较低的问题,利用谐振式传感器重复性好、分辨率高、稳定性优良的特点,设计了一种谐振式加速度传感器。通过理论计算,得出了线加速度与敏感元件谐振频率之间的关系,并通过有限元软件对其进行了仿真计算。计算结果显示,传感器在空载状况下谐振频率的理论计算结果与有限元分析结果分别为722.2Hz与720.87Hz。在1g加速度下两种计算方法得到的谐振频率计算结果分别为727.3Hz与726.28Hz,两种情况的相对误差仅为0.18%与0.14%。对加工完毕的加速度传感器进行了测试,测试结果表明：在谐振状态下,传感器的敏感元件的谐振频率大约为718.2Hz,与理论计算及仿真结果基本接近,证明了设计的正确性。     

一种谐振式称重传感器数学模型的建立

文中介绍了一种由双平行梁和振弦组成的新型谐振式称重传感器。根据这种传感器的特点 ,重点分析了传感器所称物体重量和振弦所受张力之间的关系 ,建立了振弦固有频率和所称物体重量之间关系的数学模型     

一种压阻式微压力传感器

微压力传感器是微机电领域最早开始研究并且实用化的微器件之一，它结构简单、用途广。基于压阻效应、惠斯顿电桥等相关知识设计了一种压阻式微压力传感器。为增大灵敏度，设计了一种折弯形的压敏电阻。基于一些相关的微加工工艺制定了制作这种微传感器的工艺流程并且制作成功了传感芯片。设计了一个处理电路去获得此传感器的输出信号，它由两级放大电路和两级巴特沃斯低通滤波电路组成。最后利用这个测试系统检测出了随压力变化而发生变化的微电压信号。     

硅微机械谐振压力传感器技术发展

硅微机械谐振压力传感器是目前精度最高、长期稳定性最好的压力传感器之一,是航空航天、工业过程控制和其他精密测量领域压力测试的最佳选择。系统阐述30年来国内外硅微机械谐振压力传感器技术的研究成果,简单介绍硅微机械谐振压力传感器的分类及工作原理,针对压力敏感膜片与谐振器复合结构和振动膜结构两种主要的芯体结构形式,详细论述硅微机械谐振压力传感器的研究历史、主要研究机构、国内外发展现状以及最新的研究成果,重点根据不同激励与检测方式对各种硅微机械谐振压力传感器的芯体结构进行深入分析比较。在此基础上,总结归纳不同芯体结构及其激励与检测方式的特点,并对硅微机械谐振压力传感器的未来发展趋势进行展望。     

一种微机械谐振传感器的频率读出及分析方法

为了对微机械谐振传感器的振动信号频率进行读出及短期稳定度分析,文中以静电驱动的某微机械振动双框架陀螺为例,介绍了频率调制解调的接口信号读取方法,并利用频率计和软件插件对振动频率进行了采样,最后利用Al-lan方差分析了频率的短期稳定性.利用介绍方法测得实验室制作的微机械振动陀螺驱动模态谐振频率为13.552 kHz,7 min内频率偏差在±10 ppm(1 ppm=10-6)以内,稳定度达到应用要求.     

基于VXI总线的微弱信号自动测试系统

VXI总线是一种高端仪器总线,具有较好的系统兼容性、可靠性、模块互换性和系统构成灵活性,是组建自动测试系统最常用的硬件平台,被广泛地应用于航空、航天和船舶等专业测试领域及通用测试领域。探讨了将VXI总线仪器应用于鱼雷微弱信号测试,并利用面向对象的软件技术,采用C#语言,在.NET框架下开发了具有一定通用性的自动测试系统。     

静电悬浮转子微陀螺微位移信号检测系统的设计

为实现对悬浮转子微陀螺转子五自由度的测量,提出了一种频分复用的微位移检测原理,主要介绍了多频率信号发生器,前置放大器,锁相放大器组成的测试系统,设计了一种基于DDS技术的多频率信号发生器和基于锁相放大原理的解调电路。实验和分析结果表明,该电路能实现多自由度微位移检测,设计的多频率信号发生器的频率分辨率能达到0．005821Hz,相位分辨率可以达到0．006rad,检测轴向灵敏度为1．34V／μm,检测径向灵敏度为0．092V／μm,测量电路的轴向位移分辨率为0．45nm,径向位移分辨率为6．6nm,转角的分辨率为0．25μrad,位移检测电路的分辨率,灵敏度和测量范围能够满足静电悬浮转子微陀螺的控制需要。     

基于超声波流量计的换能器谐振频率测试

在不增加系统资源的情况下,通过流量计自身的软硬件资源与外部模拟测量信号的紧密结合,自动测试超声波换能器的最佳驱动频率,使得接收信号幅值最大,增强原始信号强度,提高了超声波换能器输出信号的信噪比,使测量结果更加可靠。     

车辆转向系统共振频率的测算方法的研究与应用

目前人们对减少汽车的噪音,振动和声振粗糙度（NVH）的期望比以往任何时候都要近切。车辆转向系统中的NVH表现形式一种是车辆高速行驶或发动机怠速时的转向系统的振动,另一种是电动转向器的助力电机产生的助力振动和液力动力转向器的液压助力振动造成的转向系统的振动。减少转向系统振动的有交方法是减少振动力,尽可能的使转向系统的固有振频率与车体的共振频率以及振动力的频率不一致。因此准确评估转向系统的共振频率是很必要的。本文介绍了在实车上对转向系统进行共振频率的测量和计算的几种方法。     

电涡流传感器谐振测量电路参数的优化选择

为了满足磁悬浮轴承系统高精度的位移检测要求,必须对位移传感器的测量电路参数进行优化设计。文章从电涡流传感器的原理出发,介绍了谐振检测电路的工作原理,分析了谐振检测电路各参数对灵敏度的影响,提出了谐振测量电路参数优化的方法,利用这种参数优化方法来提高电涡流位移检测传感器的灵敏度简单、切实有效。     

基于互相关原理的伺服阀频率特性测试系统研究

对利用互相关原理进行伺服阀频率特性测试进行了研究。针对频率特性测试过程中动态液压缸活塞在伺服阀阀口不对称特性作用下的偏移运动,提出了一种以PC为基础,利用软件信号合成的方法实现频率特性测试和动态纠偏的试验方案。对该方案的总体结构、扫频控制单元设计、纠偏控制器设计和信号处理单元设计进行了研究。最后给出了系统实例及某伺服阀的测试结果。     

智能型色标检测光电传感系统

色标检测是现代凹版印刷系统中表征印刷精度的重要依据,针对常规色标检测传感器性能单一,人工操作复杂,检测精度不足等问题,设计了一种智能型色标检测光电传感系统。它是以微处理器为核心,集成了光电转换模块,微弱信号处理模块,信号采集模块和通信模块的新型色标检测光电传感智能系统。此系统能够完成选择最优发射光源,光电信号的转换,微弱信号检测,程控增益的智能切换,自动设定信号阈值,信号的A/D转换和双向通信等功能。系统采用PIC18F66K80为核心芯片,搭建了系统的硬件平台,经过软硬件调试,实现了智能色标检测的基本功能。