基于TCS208F的氢气体积分数检测仪的设计

系统采用微流量气体热导传感器TCS208F进行氢气体积分数检测,设计信号调理电路,并在传感器外部设计环境温度控制电路,以实现传感器的恒温检测.传感器输出的微弱信号经测量电桥调理输出,通过集成芯片AD708进行初级放大,经减法电路进行二次放大,最后把标准电压信号送入单片机C8051F020的测量系统进行后续处理,完成氢气...     

基于热导原理的氢气传感器设计

文中设计了一种检测氢气的传感器.基于每种气体的导热率不同,利用热导芯体TCS208F热敏电阻阻值与被测氢气浓度存在对应关系,并采用热导芯体和调理电路相结合,实现了传感器氢气浓度的测量.热导传感器输出信号值受环境温度和环境湿度的影响,被测氢气浓度在计算过程中引入了温度参数和湿度参数2个变量来补偿传感器的检测精度,提升了传...     

基于光纤束反射驱动的氢气浓度监测系统设计

空气中泄露的氢气浓度达到4%就变得易燃易爆,常规的氢气传感器主要是使用电化学传感器,潜在的电磁干扰与电火花会极易将空气中的氢气引爆,氢气检测的安全性与实时性难以保证;提出基于反射式光纤束氢气传感器的氢气浓度实时检测方法,建立反射式光纤束传感器氢气检测的数学模型,对传感器输出的微弱电流设计了低噪声、抗干扰的调理电路,基于ARMS3C2410设计了系统的硬件支撑电路完成各种扩展功能;在传感器输出信号中使用粒子群优化方法对输出进行精度补偿;实验证明,系统能在40s内对超浓度的氢气进行报警,交叉气体的检测准确度高达98%,具有很强的实用性。     

入侵探测器技术讲座之三——热释电传感器的热电信号处理（上）

本文主要研究如何从被噪声淹没的热释电传感器输出中分高出有用的热电信号，放大整理，转换为热电脉冲。由于热释电传感器的输出信号极其微弱，我们会用到运算放大器搭建热电信号的处理电路，使信号得以定量调理的同时放大数千倍，为后续的报警逻辑提供可靠的热电脉冲。     

热导传感器温度特性的CPSO-SVM数据融合校正

为了消除环境温度对热导气体传感器的影响,提出了一种热导传感器温度特性的经典粒子群优化--支持向量机(CPSO-SVM)数据融合校正方法。该方法将热导传感器和温度传感器构成传感器组,利用支持向量机对传感器组的输出信号进行数据融合,采用经典粒子群优化算法和测试样本集均方根误差与平均绝对百分比误差同时最小原则选择和优化支持向量机的参数向量。对氢气浓度的检测实验表明,该方法能有效地改善传感器的温度特性,实现了气体浓度的精确检测。     

压阻式压力传感器输出特性的补偿

在某型无人机高度传感器性能检测设备中,为解决压力的测量问题,设计了一种用于压阻式压力传感器(PRT)的信号调理电路,实现了对PRT传感器的零点输出、热零点漂移、满量程输出、热灵敏度漂移和满量程输出非线性等的高准确度校准和补偿。电路摒弃了以往传统的误差补偿形式,采用了一款新型信号调理芯片MAX1457,提出了软件补偿的方法,建立了误差校准补偿参数表,经过校准补偿传感器输出误差控制在了0.110%～0.158%。     

基于NDIR的甲烷传感器微弱信号调理设计

该文介绍了一种基于非分光红外的甲烷传感器检测信号调理部分的设计方法。该方法采用OP77运算放大器搭建跨阻放大器和可变增益放大器,将传感器输出的微弱电流信号经过跨阻放大器和可变增益放大器进行调理转换成单片机可以采集的电压信号,并对高频信号进行抑制,提高信噪比。利用MULTISIM软件对设计电路进行模拟仿真实验,在保障合理放大信号的前提下降低电路复杂度和制作成本,提高电路稳定性。信号调理对后续的调试和信号进一步处理等有重要的作用。     

气体传感器阵列信号调理电路

一种针对气体传感器阵列中气体传感器信号调理的电路，该电路包括传感器信号程控放大电路和滤波电路。其特征是放大电路采用程控多路开关和运算放大器的组合而成的程控放大，对不同的传感器信号，通过计算机统一控制程控开关，选择不同的通路调节信号放大的倍数；通过在运算放大器输入输出端添加电容防止高频干扰，并在运算放大器的输出端加滤波电路对信号进行滤波，以提高传感器检测精度。     

热导传感器TCS208F及其信号调理电路研究

为了准确测量下水道内甲烷气体的体积分数,以避免爆炸事故的发生,基于热导传感器TCS208F,仪表放大器INA122,U／I变换芯片AD694等设计了热导传感器信号调理电路,将传感器得到的微弱电压信号放大,经过U／I变换将电压信号转换成适合于远距离传输的4-20mA的工业标准电流信号,再将电流信号还原成电压信号送入单片机进行采集。针对调理电路设计过程中出现的问题,对电路设计中的干扰因素进行分析,得出一系列抗干扰措施的方法,在实际应用中得到了较好的效果。     

加速度传感器信号增益的软件实时控制

针对压电加速度传感器信号调理电路中标定过程繁琐、标定效率低下、系统在运行过程中输出信号增益不能改变的问题,提出了在前级电荷放大器之后添加一级可变增益运算放大器来实现输出信号增益的实时控制.利用微处理器上集成的模拟数字转换模块(A/D)检测压电加速度传感器输出信号的幅值,同时采用其集成的电流模式数/模转模块(IDAC)对...     

压阻式高温压力传感器温度补偿与信号调理设计与测试

设计制作了一种集成信号调理电路的高温压阻式压力传感器,包含倒装式的压敏敏片、无源电阻温度补偿电路和信号调理电路组成;压敏芯片的制作采用SOI材料和MEMS标准工艺,温度补偿和信号调理电路采用高温电子元件;试验表明,无源电阻温度补偿具有显著的效果;此外,采用了高温信号调理电路来提高传感器的输出灵敏度,通过温度补偿来降低输出灵敏度;与传统的经验算法相比,所提出的无源电阻温度补偿技术具有更小的温度漂移,在220℃条件下传感器输出灵敏度为4.93 mV/100 kPa,传感器灵敏度为总体测量精度为±2%FS;此外,由于柔性传感器的输出电压可调,因此不需要使用一般的电压转换器随动压力变送器,这大大降低了测试系统的成本,有望在恶劣环境下的压力测量中得到高度应用。     

应用于RFID的超低功耗CMOS温度传感器设计

针对融合射频识别( RFlD)的无线温度传感器节点设计的需求,采用0. 18μm 1P6M台积电CMOS工艺,设计了一种低功耗集成温度传感器.该温度传感器首先将温度信号转换为电压信号,然后通过经压控振荡器将电压信号转换为受温度控制的频率信号,再通过计数器,将频率信号转换为数字信号.传感器电路利用MOS管工作在亚阈值区,并采用动态阈值技术获得超低功耗.测试结果显示:所设计的温度传感器仅占用0. 051 mm2 ,功耗仅为101 nW,在0~100℃范围内误差为-1. 5~1. 2℃.     

A CMOS temperature sensor and auto-zeroing circuit with inaccuracy of −1/+0.7 °C between −30 to 150 °C

An energy efficient complementary metal-oxide-semiconductor (CMOS) temperature sensor and signal conditioning circuit with auto zeroing technique has been enunciated in this paper. In the present study, a novel CMOS temperature sensor based on sub-threshold MOS operation has been presented, which is designed for Aerospace applications. The proposed sensor does not use bipolar junction transistor (BJT) for sensing; instead it utilizes the temperature dependency of the threshold voltage of MOSFET. The proposed temperature sensor is designed to sense −30 to 150 °C and its sensitivity is 1.4 mV/°C while the power consumption is 60 nW. The accuracy of sensor is mainly limited by offset and flicker noise (1/f) noise, which is cancel by the autozeroing circuit with the help of switch capacitor circuit. The sensor circuit is designed with biasing sub circuit for controlling the curvature correction. The proposed temperature sensor and signal conditioning are simulated in a Cadence Analog Design Environment with UMC90 nm library. The simulation result shows an inaccuracy of −1/+0.7 °C.

     

基于集成温度传感器的数显温控电路

设计了一种可供多领域使用的恒温箱控制电路。本电路选用集成温度传感器对箱的温度进行测量。温度信号经过一定的变换后,与预设的温度进行对比,从而产生控制信号以控制加热器的工作状态,达到使恒温箱温度恒定的目的,并以数字形式显示温度。     

一种采用CDS电路的高精度温度传感器

采用相关双采(CDS)电路,设计了一种新颖的高精度温度传感器,该温度传感器可用于CMOS集成电路的过温检测。传感器的温度感应部分仅采用9个MOS管,其输出的包含温度信息的电流信号通过一个电容进行积分,随后采用CDS电路对积分信号进行消除kTC噪声和降低1/f噪声处理,并同时进行采样处理,得到与温度成正比的电压信号。该新型温度传感器与标准CMOS工艺兼容,且仿真结果表明其具有较高的性能。     

MEMS气体流量传感器的简易流量测试装置

为了完成所研制的MEMS气体流量传感器样品的流量测试与标定,设计制作了一种由标准流量发生器和传感器信号读出与数据采集电路组成的简易流量测试装置。标准流量发生器由注射器和可更换的砝码组成,利用不同的砝码配重,在注射器出气口产生合适的恒定气体流速。通过理论分析和Ansys有限元数值仿真,验证了简易标准流量发生器的可行性。传感器信号读出与数据采集电路基于内建多路A/D转换器的单片机实现,具有传感器加热电阻器的恒温控制、流量信号的数字检测和显示的功能。采用该简易流量测试装置对自行研制的MEMS气体流量传感器进行了流量测试与标定,获得了待测器件的标定参数、传感器流量测量的绝对误差和相对误差。     

磁弹效应索力传感器的差动式温度补偿及试验研究

在研究旁路结构的磁电复合材料索力传感器检测方法基础上,运用铁磁性分子场理论和布洛赫自旋波方法,建立磁化强度与温度的函数关系,研究温度对检测精度的影响机理。提出一种并行装配的温度补偿传感器磁路结构,运用差分运算技术,设计具有分时共享信号调理功能的差动式信号处理电路,实现全温度范围的差动式自动补偿。试验表明,在0~20 kN变载下,-30℃～+80℃温度范围内,对诱导电压信号的波动影响小于1%,测量重复误差0.04%~0.30%,有效解决了温度补偿难题,能够满足索力检测工程要求。     

一种新型柔性触觉阵列传感器信号处理电路设计

依据一种利用压阻特性的3×3点阵的柔性触觉传感器,设计了针对这种新型柔性触觉传感器的信号处理电路。该电路能完成信号放大、阵列信号的选通、A／D转换以及通过LED电路对其信号的采集。并详细地阐述了电路的原理和所用芯片的功能。所设计的信号处理电路能够判断出这种触觉传感器单元所受三维加载力的大小和位置。通过在正向压力的加载试验,验证了电路的可行性。     

基于广域氧传感器的λ分析仪设计

以广域氧( UEGO)传感器为敏感元件,STM32f407为核心处理器,开展了一种λ分析仪的设计.详细介绍了UEGO传感器测量原理,推导了UEGO传感器的极限电流对空燃比的理论公式.设计了传感器信号检测与处理、工作温度控制、LCD显示等硬件电路,完成了λ分析仪的硬件设计.结合推导公式和硬件电路编写相应的软件驱动程序,传感器工作温度控制过程中引入PlD控制算法,使得温度控制性能得到了优化,空燃比值更加精确.