An ultra-high pressure sensor based on SOI piezoresistive material

This paper describes an ultra-high pressure sensor which is in urgent need and widely used in defense industry and petroleum industry. It is designed on the combination of micro Silicon on Insulator (SOI) solid piezoresistive chip based on Micro Electro Mechanical Systems (MEMS) technique and cylindrical elastic body that could successfully convert dynamic ultra-high pressure measurement in explosion to strain measurement. Performances of the sensor including size, sensitivity, and linearity are investigated with experiment data. It’s proved that the dynamic ultra-high sensor in the range of 2GPa in this paper is successful in pressure measurement in explosion. The research of ultra-high pressure sensor in this paper could not only provide a reference for the improvement of explosive property, but also lay a foundation for research of pressure sensor in the range of 10GPa of the next step.     

采用环形岛棱结构的电容式压力传感器

改变传感器可动极板的结构是解决MEMS电容式压力传感器信号输出与压力输入呈非线性关系问题的方法之一。设计了一种新型结构电容式压力传感器,其可动极板是LPCVD氮化硅构成的一个方形薄膜,薄膜中心到边缘之间由PECVD氧化硅构筑一个环形岛棱,使可动极板在压力负载下的变形趋于平整,减小了边缘杂散电容带来的非线性,从而改善了该传感器的输出特性。利用有限元方法分析了不同尺寸的动极板在不同外加压力作用下压力与形变的关系,以及相应的应力分布情况,并采用最小二乘拟合直线法计算了压力传感器的线性度。分析结果表明,与常规的双极板微型电容式压力传感器相比,新型结构压力传感器的线性度改善了48.38%,达到了1.6％。     

测试与传感技术在超高压液压缸设计中的应用

测试技术作为一种新产品开发的重要手段,可以有效缩短新产品研发周期,提高产品研发成功率。该文以液压缸缓冲设计为例,介绍测试技术在液压缸中的应用。结果表明,采用测试技术能够直观、量化缓冲性能指标及结果,并能进行改进前后缓冲性能的对比,从而缩短了元件满足主机性能需要的试制周期。     

一体式超高压差压锰铜压力计辅助平衡比对装置

超高压差压锰铜压力计辅助平衡比对装置是由2台锰铜压力计和2只液控切断阀组成的超高压集成块,结合惠斯登电桥原理,消除了锰铜测压芯体的温度漂移影响,利用电势差表征了2台超高压压力计所复现的量值之差,达到了高压压力下的差压测量功能。     

An artificial neural network-based smart capacitive pressure sensor

A smart capacitive pressure sensor (CPS) using a multi-layer artificial neural network is proposed in this paper. A switched capacitor circuit (SCC) converts change in capacitance of the CPS due to applied pressure into a proportional voltage. The nonlinear characteristics of the CPS make the SCC output nonlinear. Further, due to dependence of the CPS characteristics on ambient temperature, the SCC output becomes quite complex for obtaining correct digital output of the applied pressure, especially when the ambient temperature varies with time and/or place.

To circumvent this difficulty, an ANN is employed to model the sensor. By training the ANN model suitably, the digital readout of the applied pressure can be obtained which is independent of ambient temperature. A new idea for collecting temperature information from the sensor characteristics themselves, and automatic feeding of this information into the ANN-based CPS model is proposed. From the simulation results it is verified that the ANN model can give correct readout of the applied pressure within ±1% error (FS) over a wide range of temperature variation starting from −20°C to 70°C. This modeling technique of the CPS provides greater flexibility and accuracy in a changing environment.     

端锁气缸

气缸是以压缩空气为动力 ,在气动系统中使用最广泛的一种执行器。根据使用条件、场合的不同 ,其结构、形状和功能也不一样 ,种类很多。本文介绍一种特种气缸 (端锁气缸 ,见图 1 )的结构及工作原理。1 .活塞杆　 2 .导套　 3.前盖　 4.缸筒　 5.左缓冲柱塞6.左活塞　 7.右活塞　 8.支承环　 9.后盖1 0 .右缓冲柱塞　 1 1 .中盖　 1 2 .缸体　 1 3.止动活塞杆组件　 1 4.螺母　 1 5.弹簧　 1 6.止动活塞　 1 7.止动导套图 1　端锁气缸结构图　收稿日期 :2 0 0 0 - 0 1 - 1 0　　该种气缸由两大部分构成 ,一部分是普通可调缓冲气缸 ,另一部分是…     

圆柱、圆筒式称重传感器非线性和旋转误差分析

圆柱、圆筒式称重传感器以其结构简单紧凑、刚度大、固有频率高、动态响应快等特点,广泛应用于静、动态大型电子衡器中,但其固有线性差、容易产生旋转误差等缺点也是非常致命的。为作好圆柱、圆筒式弹性元件结构设计、非线性补偿和控制旋转误差,本文分析了面积效应、泊松比效应、焊接密封膜片对非线性误差的影响,电阻应变计定位偏差等引起的非测量应变量对旋转误差的影响。     

超高压液压增压器的效率分析

为了减少液压增压器在运行过程中的能量损失,改善超高压水射流设备的整体性能,以某型号超高压水射流设备为研究对象,建立了其增压器的运动学模型,应用Matlab软件对增压器内部运动微分方程进行数值分析,研究了增压器运行效率与各主要设计参数之间的关系。研究结果表明,增压器运行效率的影响因素主要有阻尼系数、增压器与单向阀之间高压管路的体积、换向阀换向时间、增压器的输出压力、水射流系统的回油压力等。对增压器运行效率的分析研究,为提高增压器运行效率和改善超高压水射流系统的性能提供了依据。     

超高压针阀的失效机理

通过对食品加工用超高压针阀的结构及工作环境、阀芯失效后密封面的形貌、液体与阀芯表面的接触特性和液体与阀芯的相对运动三方面的研究与分析,得出了针阀的主要失效形式为气蚀和冲蚀磨损,为提高针阀寿命的研究提供一些参考依据。     

谈谈位置传感器与PLC组成的自动换卷系统

本文介绍接近开关传感器与PLC的控制相连接而组成的自动控制系统，它取代操作繁琐的电路继电器控制系统，实现造纸圆筒换卷过程的自动控制。     

具有温度补偿功能的智能压力传感器系统

本文设计并实现了一种具有温度补偿功能的智能压力传感器系统,主要适用于井下的工作,对井下的温度及压力信号进行了定时的采集,并把采集到的信号进行了储存,便于用户查询一段时间内井下的工作状态,同时对采集到的信号进行了处理,运用曲线拟合的方法进行对采集压力信号进行补偿,从而消除了温度变化对于压力采集信号的影响,更加准确的反映了井下压力真实的状况.     

绕丝式超高压容器计算机辅助设计

由于绕丝式超高压容器设计计算的过程非常繁复,往往因需反复计算而会耗费大量的时间,还有可能找不出合理的设计.因此,根据其计算方法和流程,利用Visual C 语言,编程实现绕丝式超高压容器计算机辅助强度设计.该辅助设计系统除了具有计算各种应力完成强度计算并输出结果的功能外,还建立了相应的材料库,选定材料后就会自动给出需要的性能参数,并具有错误报警提示、应力分布图绘制和钢丝疲劳强度裕度校核等功能,可以快速完成绕丝式超高压容器强度设计,大大节约了设计时间.     

真空微电子压力传感器的研制

提出了一种带过载保护功能的真空微电子压力传感器.对传感器的压力敏感膜尺寸、阴阳极间距等结构参数进行了分析计算;针对过载保护的问题,在结构上设计了过载保护环,实现了真空微电子压力传感器的过载自保护功能.采用硅的干、湿法结合的腐蚀、氧化锐化和真空键合等工艺技术,成功地研制出传感器实验样品.对传感器实验样品的参数进行了测试分析,其场致发射阴极锥尖阵列密度达24000个/mm²,起始发射电压为0.5～1V,反向电压≥25V,当正向电压为5V时,单尖发射电流为0.2nA,压力灵敏度为0.1μA/KPa.     

铜柱测压器膛压测试产生误差的机理研究

针对同时采用放入式电子测压器和铜柱测压器测量一批弹药的膛压时,出现电子测压器所测压力峰值一致,而铜柱测压器所测的峰值个别出现超差的问题,在分析电子测压器测压和铜柱测压器原理的基础上,建立了铜柱测压器的ANSYS模型,并采用铜柱动态校准数据修正了铜柱JC模型参数。分析了铜柱压力出现偏差时的电子测压器测量的P-t曲线变化率,将电子测压器获得的P-t曲线作用到铜柱模型上仿真得到的变形量与实际测试一致,电子测压器测得的压力曲线更准确地反映了压力的变化过程和压力峰值。研究表明测量一批弹药时,铜柱测压器出现压力峰值偏差大的原因是由膛压上升过程变化率不同导致铜柱的应变率不同造成的。     

位移式超高压测量装置的设计研究

针对应变管压力传感器的不足,该文设计了一种位移式超高压测量装置,该测量装置的弹性体是半球封头与厚壁圆管的组合结构。工作时,弹性体将压力转换成位移,使用高精度位移传感器测量出弹性体的轴向位移,建立压力与位移的关系。该测量装置的工作范围和性能主要由弹性体的结构和材料决定,因此,对弹性体的结构、线性进行了有限元仿真和分析。最后通过实验测得静态性能。结果表明:该测量装置具有良好的线性,满足静态超高压测量需求。     

差动光纤Bragg光栅压力传感器的研究

由周边固支的圆形平膜片作为传感器的弹性元件,膜片两侧的压力差使膜片产生挠度.两个相同特性的光纤Bragg光栅分别粘贴在平膜片的径向和切向上,构成差动压力传感器,解决了光纤Bragg光栅的温度应变交叉敏感问题.如果气压过大,膜片产生大挠度现象时,必须考虑平膜片的中面的拉伸,测量系统可以自动修正平膜片的挠度方程.实验结果表明,系统压力测量线性度为0.2(%F·S),重复性为0.1(%F·S),分辨率为5×10-4MPa.     

压力传感器的焊接封装

本文介绍了在压力传感器制造过程中,焊接工艺的重要性和焊接时的注意点,对不同压力部件进行了分析,根据受力情况和材料的不同,计算焊接强度,以保证传感器具备长久的稳定性。     

Fluid pressure distribution on a pulsing cylinder surface

Fluid pressure distribution over a the surface of a cylinder is investigated under the given waveform and the results of the investigation are presented. The model that describes the finite cylinder in the rigid screen under the free edge boundary condition is examined. The presented algorithm for calculating the pressure over the surface can be used for investigating the cylinder’s oscillation and emittance.     

基于差压传感器和LabVIEW的真空助力器主缸泄漏量检测系统研究

根据检测需要由气压管路分别向助力器主缸及所在管路和平衡测试管路通入压缩空气或是由测试管路与大气压进行比对,利用压力传感器检测反馈系统压力值.当气压达到要求压力时,切断差压传感器两侧的管路,在规定时间内检测助力器主缸的主缸泄漏量,与要求数值比较判断合格与否.实验研究表明:系统的流量泄漏检测精度为0.5ml/min,并可以长期稳定运行.