高精度铂电阻测温系统

普通四线制铂电阻测温系统受恒流源长短期漂移、导线热电动势影响,其测量准确度难以超过0.1℃量级。本文分析了一种改进型4线制高精度铂电阻测温方法的原理误差,并设计了相应的高精度铂电阻测温系统。采用温度系数小、阻值稳定性好的参考电阻作为铂电阻阻值测量基准,消除了恒流源长期漂移引起的铂电阻测温误差;分别在正、反向恒流激励条件下测量了铂电阻上的电压,利用导线热电势大小与方向的短期不变性,对得到的两电压量求差以消除导线热电势的影响;通过半导体致冷器（TEC）控制恒流源温度来减小恒流源的短期电流漂移,进而减小其对铂电阻测温精度的影响;设计了精度高、阶跃响应速度快的分时复用式电压信号采集单元用来高精度地测量铂电阻和参考电阻上电压量的比值。等效实验和校准实验结果表明,高精度铂电阻测温系统的测量稳定性优于0.005 ℃/10 day,测量分辨力优于0.005 ℃,测量准确度为0.02 ℃（k=2）,满足超精密激光干涉测量系统提出的高精度温度测量需求。     

一种基于铂电阻传感器的测温和校准方法

提出了一种基于铂电阻传感器的实用高精度温度测量方法,在分析铂电阻特性的基础上,将电阻测量的系统误差设计成满足线性关系,然后利用软件两点校准技术,消除测量中由系统误差、铂电阻本身偏差以及引线电阻带来的所有一阶误差,并给出了铂电阻的测量电路,通过实验证明,此测温和校准方法是可行的。     

电阻式传感器智能感知节点误差校准方法研究北大核心CSCD

针对电阻式传感器智能感知节点设计中阻值宽范围和高精度的测量需求,提出了一种增益自动调节型大范围高精度比例式电阻测量电路的测量误差校准方法。节点的电阻测量范围设计为10Ω~22 kΩ,搭建了节点误差校准系统,并在整个测量范围内选取了5个标准电阻对节点校准前后的测量误差进行评估。实验结果表明:提出的误差校准方法可使全部被测标准电阻的测量误差降低90%~99%,校准后节点的测量误差低于±0.01%,满足了电阻式传感器智能感知场景中兼顾宽范围和高精度的测量需求。     

基于32位∑-ΔADC的高精度测温系统设计及误差分析

为了满足反应量热仪中对样品温度的高精度检测要求,以32位∑-Δ型模数转换器AD7177-2为核心,设计了基于阻值比较法的铂电阻高精度测温系统,采用电流激励换向技术,消除电路中存在的寄生热电动势及系统漂移对测量的影响;提出了基于阻值标定的共模误差修正方法,提高了测温准确性。实验结果表明:系统在-100～500℃范围内,修正后的测温误差由0.28℃减小至0.01℃,不同环境下的测温精密度优于±0.001℃,满足反应量热仪的测温精度需求。     

自动气象站蒸发传感器校准系统的研究

为了解决自动气象站蒸发传感器的电信号故障排除问题,对自动气象站蒸发传感器电信号进行了分析和研究,设计出一种模拟电信号校准系统,该系统以电流变送器XTR116、高精度AD/DA转换器和单片机MSP430为核心,采用软硬件校准相结合的方法,设计了软件程序和硬件电路。实验结果表明,该系统工作稳定,可靠性高,测量精度可达0.9%,可用于对自动气象站蒸发传感器输出电流信号的准确校准。     

温度二次仪表校准方法的改进探究

本文针对配热电偶温度二次仪表校准中误差产生的原因进行理论分析,并使用智能温度校验仪对采用内部补偿和设置补偿两种工作方式的二次仪表进行测量实验,实验结果验证了理论分析中得出的产生校准误差的主要原因是两者内置补偿测温传感器之间测温差的结论,并提出了改进校准方法的建议。     

基于牛顿迭代和椭球拟合的磁力和惯性传感器校准方法

传统的磁力和惯性传感器校准方法主要面向惯性导航系统,通常都需要借助高精度转台或更高精度的传感器以获取参考输出,校准设备昂贵,过程复杂耗时,不适用于运动捕获系统中的消费级传感器。提出一种基于牛顿迭代和椭球拟合的低成本、方便、快速的磁力和惯性传感器校准方法。首先分析了传感器的误差模型,然后提出牛顿迭代法校准加速度计和陀螺仪、椭球拟合法校准磁力计的方法,使用自主设计和制作的校准设备,经过两步实验同时校准3种传感器。实验表明,校准后的加速度计输出均方根误差由2.536 m/s~2降至0.096 m/s~2,陀螺仪旋转10 min角度积分误差由1 318°降至25°,磁力计输出均方根误差由46.16 nT/m降至2.13 nT/m。此方法不仅降低了传感器的校准成本,而且简化了校准流程,为磁力和惯性传感器的校准提供了一种可靠解决方案。     

集成芯片式温度传感器MCP9700误差补偿方法

集成芯片式(IC)温度传感器MCP9800存在非线性误差,在高精度测温系统中需要进行误差补偿。提出了一种基于多项式拟合的集成芯片式温度传感器误差补偿方法:首先介绍了该传感器的测温原理;然后根据误差曲线低温和高温误差不一致且具有抛物线形状的特征,采用一阶和二阶误差补偿综合的方式,推导了传感器全量程的误差补偿公式。实验表明:这种补偿方式补偿效果好,实现容易,拓展了传感器的测温范围。     

基于虚拟仪器技术的高精度测温仪

mK级精度的温度测量可由标准铂电阻温度计和高精度测温仪来实现,测温仪采用虚拟仪器技术,利用温度计的分度数据,由PC机进行编程制表,通过查表、线性插值和数字校准,保证了测温仪的测量精度,在测温仪机内设置恒温腔以消除温度漂移影响,运用数字滤波技术来抑制随机噪声和干扰.实验结果表明:在(-80～+400)℃范围内,测温仪的测温精度优于10 mK.     

基于多传感器融合技术的PCR仪温度校准系统

提出了一种基于多传感器融合技术的PCR仪温度校准系统.系统对特征点的温度检测和处理后能给出PCR仪基座的温度均匀性和对称性,同时对采集到的多点温度数据运用多传感器数据融合技术进行处理,得到更接近真实基座温度的融合温度,从而可以得到仪器的温度示值误差,以实现对PCR仪的设定温度进行校准.系统选择LabVIEW作为开发软件,能自动生成检测报告.系统的温度校准不确定度优于0.03℃.实验表明,建立的温度校准系统可以用于目前大多数使用中的PCR仪温度的在线校准.     

常温甲烷气敏元件的研制

采用掺有Pd活性SnO_2-InO_3-TiO_2敏感材料,再掺入MgO等金属氢化物,制成复合基体材料,采用直热式气敏元件制造工艺,经表面修饰改性,研制成功常温CH_4气敏元件,给出了常温下的气敏特性,并探讨其机理。     

压力传感器厚膜温度补偿技术研究

采用厚膜电路制造技术实现硅基压力传感器的温度补偿,不仅可以使传感器的补偿精度高、补偿温区宽,而且可以使传感器的可靠性、抗震动性、耐高低温冲击性以及传感器的外观品质得以全面提升。文中介绍了压力传感器温度补偿电阻网络的原理、厚膜电路的设计和制造技术、网络阻值调整等方面的研究,通过合理的版图、结构和工艺设计,实现了OEM压力传感器的温度补偿,已在压力传感器产品的生产中得到成功应用。     

新型高温压力传感器的设计与性能测试

针对高温恶劣环境下对压力参数的测试需求,以单晶蓝宝石为原材料,对无线无源蓝宝石高温压力传感器进行了设计、工艺加工及性能测试.以压力膜片敏感原理为主要根据,结合不同的信号传输与提取方式,首先对LC谐振式的无线无源蓝宝石高温压力传感器进行了设计,然后通过蓝宝石刻蚀、蓝宝石减薄、直接键合等3个关键工艺实现了蓝宝石密封压力腔的...     

采用在线成型工艺的光纤光栅传感器

为了实现对光纤光栅的温度补偿功能,基于一种新型的热应力温度补偿机制,设计并制造出一种新型的、采用在线成型工艺的光纤光栅温度自补偿应变传感器,该传感器不仅具有温度补偿功能,而且可以实现应变增敏,解决了管式封装胶粘不牢、胶层老化的问题,以及温度补偿的传感器不能测量应变的问题。实验结果表明,在-20℃~40℃的温度变化范围内,传感器实现了良好的温度补偿和应变增敏效果;其中在实验温度范围内,光栅传感器的波长基本保持不变;应变敏感性为1.69pm/,增至原来的1.4倍,与理论计算值吻合的很好。     

由AT89C52实现的贮液容器温度测控系统

介绍一种以AT89C52单片机为核心、配以温度变送器、A／D转换器、D／A转换器、调节阀等实现的贮液容器温度控制系统。该系统可以实现对贮液容器温度的前馈一反馈控制，温度超限报警等。     

基于Modem的远程温湿度传感器系统的设计

介绍了一种通过嵌入式Modern与PSTN网（公共电话网）实现温湿度数据远程传输的系统。以Pic单片机为核心，利用集成湿度传感器和数字温度传感器设计出了温湿度传感器节点，并通过嵌入式Modern接入PSTN网与监控中心通信。由于监控中心采用TAM应用程序接口进行通信编程，使系统具有方便、经济、可靠的优点。整个系统集通讯技术、控制技术、计算机技术为一体，具有良好性能价格比和应用价值。     

基于最小二乘支持向量机的压力传感器温度补偿

压力传感器的输出不仅随压力变化,而且易受环境温度的影响,因而限制了传感器的测量精度。为了克服压力传感器的上述缺陷,本文提出了一种基于最小二乘支持向量机的温度补偿方法,并用虚拟仪器技术予以实现。与常用的误差反传神经网络方法相比,最小二乘支持向量机可获得更好的泛化性能,不易发生局部最优及过拟合现象。因此该方法能有效地消除温度对传感器输出的影响。实例表明,补偿后的压力传感器具有更高的测量精度和温度稳定性。     

精密空气密度测量仪的计量特性

利用精密温度、湿度、压力传感器,便携式空气密度精密测量仪实现了对空气密度的高精度测量。本文介绍了该仪器的基本原理和主要功能,并以实验数据为基础,验证了该仪器性能的可靠性。     

微双桥结构氢气传感技术研究

基于催化燃烧式气体传感原理,提出了利用MEMS技术将电化学生长的Al_2O_3膜加工成微双桥结构载体,采用平面薄膜工艺制做铂薄膜热敏电阻,涂敷Al_2O_3-ZrO-Th0-Pd和Al_2O_3-ZrO-Th0形成催化敏感桥臂和温湿度补偿桥臂,实现在微双桥上催化桥臂和补偿桥臂的单片集成,制作出氢气传感器.测试结果表明:传感器可实现体积分数0～40 000×10-6氢气检测,具有线性输出特性,温度为5～45 ℃的传感器的最大零点输出优于±1.0%.     

基于两光斑旋转的光纤传感器的温度稳定性研究

为了研究基于两光斑旋转的光纤传感器对温度变化的灵敏性,设计了一种基于光斑旋转角度调制的新型光纤传感系统。在一根光纤上绕制2个光纤环,通过改变光纤环1的直径使光纤发生宏弯损耗获得2个光斑,将光纤环2置于水温控制箱中,观察温度的变化与出射光斑发生旋转的关系。为了更好地对比,还观察了温度变化与三光斑角度旋转的关系。通过对光纤宏弯损耗及光纤环耦合原理的分析,利用MATLAB对实验数据进行处理,得出了两光斑光纤传感器具有温度稳定性的结论。