基于MEMS传感器的水汽测量系统

提出一种基于MEMS技术的电容式传感器,结合ARM Cortex-M3嵌入式处理器搭建电容式水汽测量系统的测控系统,以实现大气环境中的高精度湿度测量。为提高测量精度和分辨率,利用24 bitΣ-Δ数模转换器测量露点和温度。通过PID控制算法对半导体制冷器进行控制,使贴有MEMS露点传感器和温度传感器的制冷器冷端表面温度降低。当MEMS露点传感器表面温度低于露点时,其表面会产生露珠,引起MEMS电容增大。MEMS露点传感器电容值可以通过24 bitΣ-Δ电容数字转换器测量。通过Goff-Gratch方程和露点湿度转换关系,可计算出到大气湿度。测量结果表明,该系统的露点测量精度可达约±0.2℃。     

基于磁场调制的磁流体动力学角速度传感器

为改善磁流体动力学角速度传感器输出信噪比,提高传感器的测量分辨力,提出了一种基于磁场调制的磁流体动力学角速度传感器,采用交变磁场作为载波信号对输入传感器的角速度信号进行调幅,设计了磁路、μＶ级微弱信号预处理电路和数字相敏检波系统。仿真与实验结果表明设计的磁路能够产生幅值恒定的交变磁场,磁感应强度有效值和均匀性满足传感原理需求,电路仿真结果表明预处理电路可有效规避低频噪声干扰,数字解调系统提取信号后,信号频率误差小于0.6％,幅值误差小于0.15％。     

采用双高分子薄膜电容式湿度传感器补偿的低湿区露点测量的研究

介绍一种采用两个高分子薄膜湿度传感器来实现温度补偿的低湿区露点仪,把其中一个传感器封装于干燥气体中,另外一个传感器处于待测环境中,通过相同的Ｃ／Ｆ变换电路后,经Ｐｈｉｌｉｐｓ Ｐ８７ＬＰＣ７６４单片机测频,再由软件进行内部差频、曲线拟合等多种手段处理,得到温度补偿后的测量数据,以达到采用简单设备、低成本的传感器而快速测量低露点的目的,本文以实验数据、过程为基础,对高分子薄膜湿度传感器应用特点、温度     

新型电容式蒸汽湿度传感器结构设计

针对高温高压湿蒸汽的湿度测量难度大、准确度低的难点,根据蒸汽与水的介电常数差异较大的特点,利用电容法测量湿度的原理,设计了一种同轴式圆筒形电容式传感器,可实现蒸汽湿度的在线测量。利用集成定时器NE555芯片,设计了外部测量电路对湿度信号进行测量,测量电路将电容量的变化转换成频率值,通过输出频率来反映蒸汽湿度。经标定后,该传感器既可直接测量气体的湿度,又可测量固体的水分含量。     

用等精度测频方法实现振弦式传感器频率测量

介绍一种用等精度测频实现振弦式传感器频率测量的实用方法 ,该方法能在较大频段范围内实现等精度 ,具有很高的分辨力 ,并且频率测量的分辨力可按要求方便调节。     

基于电容式传感器的焊缝特征检测技术

针对激光视觉传感器在焊缝检测过程中的易受焊渣飞溅干扰，导致检测效率低以及成本高等问题。考虑到电容式传感器抗干扰能力强、实时性高和成本低等特点。该文设计了一种基于电容式传感器的焊缝特征检测方法和装置，用于大厚板的焊缝特征的检测，便于后期焊缝填充轨迹的规划与矫正。先对电容式传感器检测原理进行研究，然后建立距离检测数学模型，最后通过融合卡尔曼滤波算法，实现了电容和距离的高精度测量，测量距离误差仅在±2μm之内。     

高精度电容式压力传感器测量方法

提出了一种高精度、低成本的电容式压力传感器的测量方法。用RC振荡器将电容式传感元件的变化调制为时变频率信号,用SSP1492芯片测量该频率变化量,并送入C8051F021单片机,用高阶多项式完成频率变化到压力变化的解算,实现了高精度压力测量。实验结果显示:该方法用于电容式压力传感器的测量精度优于0.02%FS。     

改进小波多分辨力分析的数据融合算法

在小波分析中,多分辨力分析是一重要的方法。但该方法只对低频段的近似信号进行逐级细分,导致低频段频率分辨力越来越高,而高频段的细节信号保持不变,频率分辨力较低。为了克服小波多分辨力分析在高频段频率分辨力低的缺点,采用改进的小波多分辨力分析方法,由于该方法对高频段进行逐级细分,改善了小波变换在高频段的时频局部化性能,提高了小波变换高频段频率的分辨力。同时,将改进的小波多分辨力分析方法应用到多传感器数据融合中,经过仿真计算,其结果表明:该算法是有效的。     

新型高精度水位传感器性能测试系统

设计了一种新型的谐振式水位传感器性能的测试系统,系统的最终目标是测得被测传感器的特性曲线,并以此来判断传感器的性能达标情况。系统以ADμC812作为主控制器;硬件电路主要包括水位高度压力值测量电路、谐振频率的测量电路及气室进气口开闭的控制电路。系统的核心在于采用了一种新型的频率测量方法及数值处理方法来到得传感器的特性曲线,本系统彻底消除了传统传感器检测仪的低精度、高误差的特点,大大提高了系统测量的可靠性和精准度。     

可调谐激光气体水分传感器设计

针对低露点水分测量过程，特别是进行-80～-60℃范围露点测量时，缺少精度高、速度快、稳定性好、成本低的解决方案的问题，设计并实现了一种基于可调谐半导体激光吸收光谱(Tunable Diode Laser Absorption Spectroscopy, TDLAS)的气体水分传感器。该传感器采用1 392 nm可调谐分布式反馈(Distributed Feedbake, DFB)激光器，结合特殊设计的赫里奥特池，在吸收池体积为30 mL的情况下，光程达到了1.5 m。测量过程克服了空气背景干扰、管壁吸附等问题，实现了0.5～2 000μmol/mol的微量水检测，通过分段检测、多点标定的方式，保证了较宽量程范围内的测量准确度。采用氮气作为背景气进行试验，试验结果按露点温度计算，误差优于±0.32℃。该传感器测量重复性符合二级精密露点仪要求，可用于氮气和空气中的水分测量。     

Dew point and relative humidity measurement using a quartz resonant sensor

A new dew point measurement device for humidity measurement in high temperature environment using a quartz crystal sensor was proposed. Combined with Peltier module and quartz crystal, active condensation occurs in the quartz surface to change the mass on the surface of quartz crystal, and use the shift of its resonant frequency identify the time of condensation. This quartz sensor does not require any absorbent material, and it is directly stuck on the Peltier element. The sensor system can also be achieved relative humidity measurement based on dew point and ambient-temperature measuring. It can operate in the range of dew point temperature from 50 to ?30 °C, and in the range of relative humidity from 1 to 90 % RH. The measured dew points values and relative humidity values showed very good agreement with reference values and were within ±0.3 °C, 1 % RH, respectively over the whole temperature range.     

网络化智能湿度传感器研究

介绍了以氧化铝为检测探头的基于CAN总线的网络化智能湿度传感器的实现.传感器以Microchip公司的PIC18F258单片机为核心.将传感元件输出信号转换成频率信号,利用单片机内嵌的捕捉功能模块实现高精度频率测量,传感器输出量MH与湿度表示量露点之间呈指数关系,采用了分段线性拟合的方法来逼近,用线性插值查表方法测量;利用单片机内嵌的CAN总线控制模块实现传感器的网络化,用软件保证传感器在网络上通信时有最大传输速率.软、硬件上采用了抗干扰措施,使传感器能在环境恶劣的工业现场长时间稳定运行.     

基于有源RFID的极低功耗温湿度传感标签的设计

提出了可以显著降低功耗的有源RFID标签工作流程,设计出一种极低功耗的温湿度传感标签。该标签采用微控制器PIC24F16KA102为核心,以温湿度传感器SHT21S和射频收发芯片nRF24L01为外围器件,完成温湿度及电池电量信息的检测和发送。该有源标签在开阔场地的有效阅读距离可以达到80m左右,标签连续工作时的电池寿命为9年以上,具有体积小、寿命长等优点,可广泛应用于生产车间的温湿度监测、冷链物流、医疗系统、仓储物资管理等方面。     

Dew point measurement for organic vapor mixture using a quartz crystal sensor

A dew point measurement device for organic vapor mixtures using a quartz crystal sensor was proposed, and its performance was examined with acetone–methanol mixtures. The device has a sensor module to accommodate the quartz crystal sensor and a cooling system. The variation in resonant frequency of the sensor indicates the condensation of sample vapor, which tells the beginning moment of condensation, i.e., dew point. The measurement results with the proposed device were compared with the predicted dew points from the UNIQUAC equation and other experimental outcome to examine the performance of the device. Though some measurement error was yielded, it is proved that the proposed device is useful for measuring the dew points of organic vapors at different pressures.     

湿度传感器温度补偿法的研究

通过对湿敏电阻器的特性分析,找出湿敏电阻阻值随温度的指数变化关系,采用附加对数运算电路进行硬件补偿,使其脱离指数状态,低湿性能得到改善;基于EE06型高分子湿敏电容器特性的研究分析,分别在0℃以上和0℃以下分段采用数学模型拟合的软件算法进行温度补偿,使湿敏元件的测湿方程的显著度分别为5 668.579 0和2 416.919 00,均大于F0.01(9,8),在0.01显著水平上是高度显著的。2种温度补偿措施都使湿敏元件的测湿准确度大大提高。     

高压电路设备防凝露控制的研究

采用控制高压电路设备内部和外部温度差的方法来预防凝露的发生,这种方法用温度传感器来替代凝露传感器,同时增加湿度传感器,大大提高设备防凝露的可靠性,同时,有很广阔的应用前景。     

一种湿度传感器温度补偿的非线性校正方法

针对湿度传感器易受温度影响的问题,提出了基于Laguerre多项式的湿度非线性校正和温度补偿的复合校正模型,采用递推最小二乘法对标定湿度进行拟合以确定复合补偿模型的参数.该方法根据湿度传感器的测量值和环境温度即可高精度计算出实际湿度.仿真结果表明,补偿后的最大相对误差不超过4.5576e-4％,具有良好的非线性校正和温度补偿效果,在湿度检测领域具有重要的理论和应用价值.     

基于小波神经网络的木材干燥窑内传感器建模研究

针对木材干燥系统具有非线性、强耦合的特性,难以建立准确的数学模型,提出一种基于小波神经网络的建模方法。通过木材干燥窑内木材含水率传感器、温度传感器和湿度传感器采集的数据建立小波神经网络模型,并通过模型预测木材含水率传感器的测量值。小波神经网络将BP神经网络在非线性问题上自学习的能力与小波表征信号局部信息的能力相结合,具有很强的自适应分辨性和容错能力。利用实际木材干燥过程中采集的数据作为训练样本进行仿真实验。结果表明：小波神经网络方法建立的模型能够预测木材含水率传感器的测量值,模型泛化能力强,预测精度高于BP神经网络建立的模型,验证了小波神经网络对木材干燥窑内传感器建模的可行性和有效性。     

基于二次曲面拟合的二维传感器数据处理技术研究

针对温度、湿度传感器在测量系统中相互干扰所导致的测量误差问题,提出了基于二次曲面拟合理论的数据处理模型,实验以温湿度集成传感器为例,采用传感器标定系统对二维传感器进行多点温度、湿度标定,基于二次曲面拟合方程对数据进行处理,结果表明:该方法有效地提高了温度、湿度传感器的测量精度,具有很高的实用价值。