合理选用计价秤前置放大器

本文简述了为适应电子计价秤价格竞争而采用的不同类型的运算放大器以及不同要供桥电压、不同传感器灵敏度、不同分度数的电子计价秤与所选用的运算放大器的温度漂移系数之间的关系。     

基于两半式涡流线圈和巡线机器人的高压输电线在线检测系统

设计了一种新型的两半式涡流探头,结合线上机器人巡查机构,用于高压输电线的在线无损检测,涡流探头由两半共4个扇形线圈绕组组成。设计了基于涡流检测和机器人技术的检测系统硬件平台,阐述了涡流探头用于输电线外层铝绞线缺陷检测的工作方式,探头传感信号通过锁相放大器提取。为了提高信噪比,采用了小波变换的方法对信号中噪声予以去除。通过对3种激励频率下检测信号值的比较,得出两半式涡流探头用于输电线在线检测的灵敏度随频率增加而改善。     

基于正交的声表面波应变传感器的温度应变解耦方法

针对应变测量的温度干扰问题,文中设计了2个声表面波应变传感器,2个传感器的频率分别为240.856 MHz和239.22 MHz。2个传感器粘贴在悬臂梁上靠近固定端的2个位置,一个沿着声表面的传播方向与应变方向一致的方向粘贴,另一个沿着传播方向与应变垂直的方向粘贴。然后对传感器的温度应变响应进行测试,测得了传感器芯片在25～200℃下的频率响应。结果表明一个谐振器的共振频率随着应变的增加而减小,频率与应变为线性关系,室温下灵敏度为192.5 Hz/με。另一个谐振器的共振频率随着应变的增加而增加,频率与应变为线性关系,室温下灵敏度为128.7 Hz/με。然后提取出不同温度下的应变灵敏度,2个传感器的灵敏度随着温度的变化,先增加后减小。然后将2个传感器频率做差,通过计算实现了应变精确值的提取。     

基于惠斯通电桥传感器的温度补偿方法

微电子技术的发展使硅传感器能做得更复杂,获得更高的性能价格比,而影响高性能应用的主要因素是温度稳定性。分析了温度对传感器零位输出电压,输出幅度,灵敏度和桥臂电阻阻值性能的影响,同时从这几个层面给出实际的温度补偿方法。     

高温压力传感器标定的实验研究

传感器的灵敏度是一项重要的静态性能指标。采用所设计的标定系统对高温压力传感器进行了标定实验,分析获得了室温和90℃时的传感器灵敏度值。通过对比两种不同温度下的灵敏度,分析温度对压力传感器灵敏度性能指标的影响程度,为高温环境下的压力传感器应用提供数据支持。     

高精度弓型光纤光栅微位移传感器

为了测量控机床结构件、微加工工作台的微小变形量,设计了一种高精度弓型光纤布拉格光栅(FBG)微位移传感器。将光纤布拉格光栅的栅区部分粘贴在弓型上下壁处,当弓形件发生变形时,可测出上下壁的应变值,从而测得位移值并进行温度解耦。实验结果表明,在量程为1mm时,传感器的灵敏度为2.02pm/μm,线性相关系数为0.998 3,实验的迟滞误差为4.08%,重复性误差为4.08%。在温度补偿实验中可以看出,当温度上升1℃,波长漂移量不到1pm。类似于弓型结构衍生出一种半弓型结构的位移传感器。两类传感器相比,弓型传感器的温度灵敏度比半弓型传感器小0.001 5pm/μm,温度补偿效果更好;但半弓型传感器的线性度为0.4%,线性度比弓型传感器好。两种传感器均满足测量值稳定可靠、精度高、抗电磁干扰能力强,温度不敏感等要求。     

参量变换式传感器的前置测量

根据半桥谐振电路优良的零位特性和很高的灵敏度,本文将此电路的失谐输出用于电涡流及电感传感器的材质鉴别、位移测量及机油中含水量等多种非电量测量,实验表明本线路具有线路简单、调零方便、灵敏度高及应用灵活的特点,与电桥及常规的谐振法相比都有它的独特之处,可推荐成为电磁类各参量变换式传感器的前置测量。     

7. 5 位万用表精密放大器直流偏置问题研究

作为校准级仪器的 7. 5 位万用表,可用于航天航空领域中传感器电参数标定。 直流放大器的偏置问题直接影响万用表 测量精度。 本文设计一种低直流偏置放大器,以 JFET 构成的共源共基放大电路、比例缓冲电流镜、V-I 变换恒流源电路作为输 入级放大电路,级联高增益运算放大器构成电压串联负反馈结构,解决高输入阻抗与低噪声放大的矛盾问题。 本文对失调电压 和温度漂移构成的直流偏置模型进行分析:发现电流镜失调电压对 JFET 的失调电压具有补偿作用,并优化电阻修调电路对改 善 JFET 失调电压;由温度漂移仿真发现:由 V-I 变换电流源的电流温度漂移和比例电阻温度漂移是放大器温度漂移的两大因 素。 通过低温漂敏感器件的选择、PCB 热布局的优化及防风壳的设计,改善系统整体温度系数。 实验表明,该放大器失调电压 绝对值小于 11 μV,优于 JFET 类型精密放大器 OPA828;放大器温度系数为-2 ~ -4 μV/ ℃ ,与没有温度校准的 Keysight 3458A 温度系数处于同一等级。 该放大器满足 7. 5 位万用表的设计需求。     

一种使用改进力敏差放的压力传感器设计

设计了一种使用力敏差分放大器作为力敏元件的压力传感器.通过将差分放大器的输入对管和负载对管同时放在应力膜片上,可以在不增加电路面积、功耗与复杂度的情况下进一步增加传感器的灵敏度.     

用于监测锚杆预应力的应变传感器误差研究

为了在大温度变化范围下可靠地对预应力基础中的锚杆预应力进行监测,从灵敏度分析的角度对建立传感器信号传递的数学模型,理论分析并评估了应变传感器在温度变化时产生的系统误差。结果表明各桥臂温度系数不同与因杨氏模量变化对传感器输出影响明显。     

用应变片测量力

目前,广泛应用以电阻应变传感器为基础的应变转换为电量的变换器,这种线路的操作、调整和准备简单,使得可以在大规模工业实验中使用它。基本上采用两种线路:放大的半桥电路和无放大的桥路。当变换的比应力不大(σ≤15公斤力/毫米~2)时,第一种电路具有优越性。半桥电路的主要缺点是采用放大器,对接线电缆的电容和电感变化灵敏,另外零点的温度漂移大。无放大桥路没有上述的缺点,为了有效地使用这种电路,必须设置机械变换器——测力计或应变计。为了同时测量和显示大量的应变测量参数(主要是轧延力),在工厂内装设通道式平衡部件。     

星载MHD传感器灵敏度特性误差分析与模型验证

磁流体动力学（magneto-hydro-dynamic,简称MHD）传感器是测量航天器平台宽频微角颤振的关键器件之一。鉴于MHD传感器的误差与噪声特性会影响星载惯性导航系统的精度与分辨率,对所设计的MHD传感器进行误差分析与试验验证。采用样机数据分析与组件物理建模相结合的方法,分析与验证MHD传感器灵敏度特性与误差模型。结果表明：传感器的误差主要受到重力方向与温度条件的影响,并且该项误差对无温控MHD传感器的误差起决定作用;当温度变化较小时,变压器磁芯磁导率的工艺误差占总误差的一半;差分放大器的噪声对传感器噪声具有显著影响。     

双头管封装光纤Bragg光栅低温传感试验研究

提出并设计了一种用于低温环境下测量温度的光纤布拉格光栅(FBG)双头管式封装结构,探究了涂覆层材料和封装形式对光纤Bragg光栅传感器低温传感稳定性和精度的影响。同时,试验研究了封装长度对双头管式传感器中心波长与温度的关系,通过多次重复试验测定了传感器低温灵敏度和重复性误差。研究结果表明：由于高折丙烯酸酯涂覆层具有较高的热膨胀系数,因此在77～273 K液氮环境中其增敏效果相对于聚酰亚胺和裸光纤更为显著;采用双头管封装后,FBG中心波长与温度具有高度线性关系,且能有效解决无封装裸FBG易受荷载扰动特性;适当提高封装长度有利于提高封装体系灵敏度系数。重复试验结果表明,所设计的双头管式封装FBG低温传感器灵敏度可达14～20 pm/K,测试误差和灵敏度优于传统FBG低温传感器。     

堡盟推出AlphaProx电感式传感器

瑞士堡盟近日推出新系列紧凑型、高清晰度感应接近传感器AlphaProx，这些传感器自身含有电子器件不需要外部再配置。在其设计中配有完整的放大器，AlphaProx接近传感器是纯粹的三线设备，被装在直径为4mm的耐用IP67级铬钢板组成的盒内，用于抵当苛刻的环境和温度条件。     

一种倾角及温度同时测量的光纤传感器

叙述了一种用于倾斜角及温度同时测量的传感器。该传感器由光纤锥和光纤布拉格光栅构成,当传感器倾角发生改变时引起光纤锥的通光损耗改变,通过测量通光损耗的变化而测量倾角,通过测量光纤光栅的反射波长的变化而实现温度测量,此外光纤布拉格光栅还有提高倾角测量灵敏度的作用。     

基于聚合物封装的光纤布拉格光栅压力传感器

设计并研究了一种光纤布拉格光栅压力传感器,FBG1与FBG2串联连接,其中FBG1直接封装于聚合物之中,而FBG2先粘贴于弹性基体上再封装于聚合物之中。推导了传感器的灵敏度和解耦算法,并且使用有限元法计算了本传感器压力灵敏度和温度灵敏度,最后对传感器进行了实验验证。实验结果表明FBG1和FBG2的压力灵敏度分别为197.4 pm/MPa和95.7 pm/MPa,温度灵敏度分别为47.2 pm/℃和36 pm/℃,具有良好的线性度,较小的回程误差,并且符合该传感器感知的压力和温度解耦条件。同时,随着聚合物小圆环直径增加,基体的应变量越来越大,并趋近于没有基体时聚合物的应变量。研究表明,较之传统的聚合物封装的光纤光栅压力传感器,本传感器的聚合物与套筒不易脱落,两者之间的非固结连接可以增加传感器灵敏度,并且本传感器具有温度补偿功能。     

仪表新产品

BLR-18型电阻应变拉力传感器上海华东电子仪器厂研制成功的该传感器,于1982年12月通过鉴定.该传感器结构简单,安装方便,与相应的放大器、电阻应变仪或电子秤量仪表配合,可以测量各种拉力。技术指标为:①非线性、滞后误差:不大于额定输出的0.05％;②重复性误差:不大于额定输出的0.025％;③输出灵敏度:大于2mV/V;④灵敏限:不大于额定载荷的0.01％;⑤温度零点影响:不大于0.005％/℃:⑥允许过载能力为额定载荷的120％;⑦最大供桥电压:12V。     

基于化学腐蚀法制备的光纤微结构传感器

利用化学腐蚀法对单模光纤(HI-1060)进行端面微加工处理,制作了一种光纤干涉型传感器。将单模光纤一端放置于40%浓度氢氟酸溶液中腐蚀20 min,腐蚀凹槽深度为45μm,制得的传感器条纹对比度为6 d B,波长间隔14 nm。分别设计不同温度及不同折射率的酒精溶液对传感器的温度特性以及折射率特性进行分析研究。实验发现随着温度的增加传感器的谐振波长发生红移,温度灵敏度和线性度为15.3 pm/℃和0.996;随着酒精溶液折射率由1.341 7增加到1.348 3,传感器的谐振波长发生蓝移,折射率灵敏度和线性度为-1 185.7 nm/RIU和0.951。实验结果表明基于化学腐蚀法制作的光纤干涉型传感器对温度以及液体折射率变化均有较高的灵敏度,可用于温度和液体折射率传感测试。     

地空瞬变电磁三分量空芯线圈传感器设计

瞬变电磁法(TEM)作为地球物理非地震探勘的主要电磁方法之一,广泛应用于油气、矿产等地下资源探测,采集数据时一般使用线圈传感器。针对现有的TEM单分量线圈传感器存在的反应异常体信息不全面和数据易丢失的问题,本文设计了一个三分量TEM线圈传感器。通过分析传感器灵敏度与线圈结构参数的关系,对线圈结构、匝数等进行了设计;通过分析TEM磁场传感器频率响应特点,采用欠阻尼匹配模式减小信号失真;通过分析磁传感器各类噪声源分布,选定了适宜的放大器,降低了本底噪声。所研制的三分量TEM感应式磁场传感器重量控制在3.2 kg,工作频段为10 mHz-10 kHz,X分量和Y分量的本底噪声保持在■,灵敏度分别为8.4 nT/s和9.8 nT/s,垂直分量的本底噪声达到■,灵敏度为18.5 nT/s。与现有的单分量TEM接收磁场传感器相比,本设计实现了三个分量的信号采集,且在体积和总重量增大不多的基础上,降低了传感器的灵敏度和本底噪声,提高了信号的信噪比。     

AD7862及其在智能电子水平仪中的应用

介绍了一种新型的应用于小角度测量的智能电子水平仪的设计。采用差动电容式倾角传感器与温度特性好的精密电阻构成阻容电桥；ICL8038作为交流电桥的激励源；超高速缓冲放大器LH0033和二次线性放大电路组成前置放大器；采用新型的12位A／D变换器AD7862，对电桥不平衡电压经前置放大器放大后的信号及激励源输出电压，作为两路信号同时进行采样和A／D转换，以消除激励源电压波动的影响。最后给出了具体的智能电子水平仪的硬件设计电路。