一种压阻式压力传感器误差修正的软件方法

针对硅压阻式压力传感器的误差特性,设计了一种对其非线性及温度变化所引起的误差进行补偿的软件算法。该算法根据实验确定的修正系数,直接由微处理器对传感器信号进行数字化的修正,已在一定的温度和压力范围内实现0.1%的测量精度,可直接应用于硅压阻式压力传感器的设计。     

焊接结构光纤Bragg光栅土压力传感器设计

针对传统土压力传感器长期稳定性差、抗电磁干扰能力不强以及组网难度大等问题,根据传感器与土介质的匹配原则,设计了一种焊接结构双膜片光纤Bragg光栅(FBG)温度自补偿土压力传感器,可实现温度和土压力2个参量的同时测量.传感器主要由2个膜片与基体组成,膜片与光栅固定柱一次成型,便于加工封装.对传感器灵敏度系数进行了计算分析.根据分析结果,加工封装传感器并对其进行了压力校准及温度自补偿性能实验.实验结果表明:传感器的输出波长分别与温度和压力呈线性关系,压力灵敏度系数为528.1 pm/MPa,输出分辨率为0.19%,线性相关度99.988%;在5~45℃内温度灵敏度系数为31.9 pm/℃,线性相关度99.998%,传感器在5~45℃范围内具有良好的温度自补偿能力,其性能参数符合工程应用要求.     

基于DE-SVM的硅基压阻式压力传感器温度补偿研究

针对硅基压阻式压力传感器易受环境温度影响的特点,提出了一种基于DE-SVM的硅基压阻式压力传感器温度补偿方案。该方案主要由训练数据预处理模块、DE参数寻优模块、SVM训练模块、数据采集模块、测量数据预处理模块及SVM校正等模块组成,以SVM算法的非线性回归功能为核心,通过DE算法优化SVM参数,经训练后得到温度校正模块,模块接收测量数据后输出校正后的压力值。实验表明,对单个传感器压力值使用DE-SVM模型进行校正,最大误差和均方误差分别下降了93.87%和99.89%;在七块硅基压阻式压力传感器构成的多传感器情况下,最大误差和均方误差分别下降了93.17%和99.27%,平均相对误差由14.06%下降至1.20%;最后选取训练数据不包含的温度点使用所建立的模型进行测试,模型仍能够较好地进行温度补偿。     

温度自补偿型光纤Bragg光栅土压力传感器设计

针对传统土压力传感器长期稳定性差、抗电磁干扰能力不强以及组网难度大等问题,根据传感器与土介质的匹配原则,设计了一种光纤Bragg光栅（FBG）温度自补偿土压力传感器,可实现温度和土压力2个参量的同时测量.对传感器灵敏度系数、匹配性等参数进行了理论分析计算.根据分析结果,加工封装传感器并对其进行了压力校准和温度自补偿性能实验.实验表明：传感器的输出波长分别与温度和土压力均呈线性关系,压力灵敏度系数为272.19 pm/MPa,输出分辨率为0.36％,线性相关度为99.989％;温度灵敏度系数为21.16 pm/℃,线性相关度99.998％,在0～40℃范围内具有良好的温度自补偿能力,其性能参数符合工程应用要求.     

压阻式压力传感器实时自校正方法研究

目前的传感器误差校正方法,由于都是以传感器初始标定数据作为依据,从而随着使用时间的增加,传感器参数发生变化,其校正误差会逐步增大。针对这种情况,研究了用多基准恒流源模拟标准压力自动对传感器进行标定得到实时输出特性曲线,并据此求得测量压力。实验结果表明:该校正方法切实可行,若采用4个基准源校正,可在一定的温度和压力范围内实现0.15%的精度。     

压力传感器的温度补偿

压力传感器是工程中常用的压力测量器件,由于温度的影响,其零点经常会发生漂移,因此需要绎它进行温度补偿。本文介绍了由单片机控制的具有温度补偿功能的压力传感方案,可直接数字显示测量结果,具有良好的应用前景。     

压力传感器温度漂移补偿的控制电路设计

介绍了一种压力传感器的温度补偿方法,这种方法解决了压力传感器温度漂移的问题.本文详细阐述了一种实用的整体补偿电路.这种电路是一种由单片机控制,使用软件补偿的传感器测量电路.在软件上设计了一种对压力传感器非线性及温度变化所引起的误差进行补偿的软件算法[1].在一定的温度和压力范围内实现0.2%的测量精度,完全可以满足实际的需要.     

一种流量压力温度一体化传感器的设计

为了实现多参数综合测量,设计出一种小流量、压力、温度一体化传感器,该传感器主要由敏感元件和调理电路组成,信号输出采用0～5 V模拟输出.对传感器进行各项环境试验,试验结果表明:该传感器流量精度优于3％,压力精度优于0.2％,温度精度优于0.5％,流量热零点漂移小于0.2％ FS/℃,压力热零点漂移小于0.1％ FS/℃...     

基于黑磷烯/氧化石墨烯双介质层的柔性电容式压力传感器

设计并制备了由黑磷烯/氧化石墨烯双层材料为介质层的电容式柔性压力传感器,该传感器结构以ITO为电容上下极板,PET为柔性基底,并对该传感器进行了系统的性能测试与分析。着重研究了该传感器在不同压力量程内的灵敏度,进而分析了其温度漂移特性。测试结果表明,以黑磷烯/氧化石墨烯薄膜为双介质层的电容式柔性压力传感器在0～3.12 kPa压力量程内灵敏度可达到1.60 kPa^-1。同时,对该传感器和以氧化石墨烯薄膜为单介质层的传感器进行了弯曲应变性能的对照实验,可知具有双介质层的传感器结构能够显著提高传感器的输出特性。     

MEMS硅铝异质结构压力传感器的设计制作与测试研究

金属半导体异质混合结构是一种特殊的压阻结构,其具有高于传统MEMS压阻式压力传感器的压阻性能.鉴于此,设计和研究了一种由掺杂单晶硅和金属铝混合形成的MEMS异质结构压力传感器.首先结合理论模型和ANSYS有限元模拟仿真分析了硅铝异质结构传感器的灵敏度特性,然后通过MEMS工艺制作了硅铝异质结构压力传感器芯片,并对其进行了封装与测试.实验结果表明,硅铝异质结构压力传感器的灵敏度可达到0.1168 mV/(V·kPa),而利用参考结构能够明显减小环境温度对其性能的影响.在此基础之上,本文采用基于遗传算法改进的小波神经网络对传感器的温度漂移和非线性误差进行了补偿,补偿后硅铝异质结构压力传感器的测量误差小于±1.5％FS.     

具有温度补偿的膜片型光纤光栅温度压力传感器

阐述了具有温度补偿结构的膜片型光纤光栅温度压力传感器。传感器以弹性膜片为感压元件,在压力作用下产生轴向位移来压缩压力敏感光栅以实现压力传感;通过结构温度补偿消除压力敏感光栅的温度漂移,同时串入感温光栅进行实时修正并实现温度测量。对传感器的压力和温度特性进行了测量。试验结果表明:压力灵敏度为528 pm/MPa,温度灵敏度为8 pm/℃。     

基于PCI8602的压力传感器测试系统设计

为了便于压力传感器生产商对产品质量进行检测,设计了一种压力传感器性能测试系统,该系统由工业计算机、数据采集卡、标准压力变送器、信号处理电路以及多通道被测传感器组成,系统测试时使用工业计算机端VB应用程序控制整个测试过程;通过将4~20 mA标准压力变送器和被测多通道压力传感器置于同一被测环境,由VB应用程序实时采集两者的输出值并进行计算,软件通过分析处理可判断被测传感器性能好坏;测试系统可借助VB语言灵活地调整软件功能及测试界面,广泛应用于企业压力传感器的实验室检测;实际应用表明,该系统可节省人工,降低工人劳动强度,提高检测质量。     

硅压阻式压力传感器的高精度补偿算法及其实现

硅压阻式压力传感器广泛应用于汽车、医疗、航空航天、环保等领域。随着科学技术的发展,各领域对压力测量精度的要求越来越高。但由于半导体材料的固有特性,硅压阻式压力传感器普遍存在零点随温度漂移、灵敏度随温度变化和非线性等问题。为了提高硅压阻式压力传感器测量精度、降低输出误差,对该传感器的几种常用补偿算法进行了对比分析和研究,提出了一种基于最小二乘法的曲面拟合高精度补偿算法。该补偿算法能有效消除硅压阻式压力传感器零点漂移、灵敏度漂移和非线性误差,提高该传感器的输出精度。试验结果表明,在-40^+80℃温度范围内,硅压阻式压力传感器经该补偿算法计算后,测量精度得以大幅度提高,输出误差小于0.01%F·S。     

基于MATLab的传感器精度校准方法

传感器为高精度仪器,由于设计原因或外界因素的干扰,会对传感器测量精度产生影响,介绍一种基于MATLab精度校准算法,以对温度敏感且本身设计存在缺陷的压力传感器为例,通过对该传感器温度t与压力p的电压数据进行实验标定、回归校准、融合计算,实现在温度因素影响下压力数据的精度校准.实验表明,该方法可明显提高测量精度.     

49所17项科技成果通过鉴定

一、2001年1月10日由信息产业部军工基础局主持召开了信息产业部电子第四十九研究所“4927”科技成果鉴定会。参加会议的有信息产业部军工基础局、总装备部合同办、中船总公司、航天科技集团公司、航空科技集团公司、兵器工业总公司等单位的领导和专家。共有12项科技成果通过鉴定（设计定型鉴定11项、技术鉴定1项）,其中硅微机械加工压力传感器、空气流量变送器、高精度抗干扰液体流量计（2项）、高温绝压传感器等5项达到国际先进水平;达到国内领先水平有弱磁场测量磁通门传感器、冲击振动峰值传感器、水位开关、抗电磁干扰动态压力传感器等4项;达到国内先进水平的有高温温度传感器、微压差传感器、高温压力变送器等3项。 　　二、2001年1月19日经信息产业部电子科学研究院授权,在信息产业部电子第四十九研究所召开了“《九五》军事预研科技成果鉴定会”,共有军用机器人触觉传感器、微机械振动速率传感器、阵列式硅压阻压力、加速度传感器、智能差压传感器以及压力、加速度、温度复合传感器等5项科技成果通过了技术鉴定。其中,微机械振动速率传感器、阵列式硅压阻压力、加速度传感器以及智能差压传感器等3项的主要技术指标与国外20世纪90年代中期同类产品水平相当,且有一定的特色,如： 　　◆　“微机械振动速率传感器”应用了MEMS技术,解决了静电封接技术、高深宽比垂直深刻蚀工艺等关键技术,并在结构设计和工艺技术等方面有所创新; 　　◆　“智能差压传感器”应用离子注入技术在同一块硅片上制成静压、差压、温度复合传感器,解决了差压、静压以及温度之间交叉灵敏度对测量的影响。应用了计算机智能化技术,使传感器具有温度补偿、自检、自校、自诊断、自采样及标度转换功能,且在传感器注油、封装及标定技术有所创新; 　　◆　“压力、加速度、温度复合传感器”应用了微机械加工技术和薄膜工艺技术完成了对压力、加速度、温度复合传感器的设计,应用各向腐蚀、静电封接技术解决了微结构加工和结构中的热匹配,实现了结构上的相互隔离,其压力测量达到国内领先水平。作为压力、加速度、温度复合传感器国内外均未见同类产品文献报导。（段治安）     

压力传感器的温度补偿

压力传感器是工程中常用的测量器件，由于温度的影响，其零点经常会发生漂移，因此需要对它进行温度补偿。介绍了由单片机控制的具有温度补偿功能的压力传感器设计方案，可以直接数字显示测量结果，具有良好的应用前景。     

基于线性加权免疫克隆算法的压力传感器温度补偿方法

对于压力传感器存在温度漂移[1]的现象,提出了线性加权(LWF)算法和免疫克隆算法相融合的方法对压力传感器输出数据进行补偿处理,以消除非线性目标参数(温度)对于传感器的影响;通过分析工程实验结果,该方法在全局收敛性[2]、非线性目标函数逼近能力等方面效果显著,在压力传感器温度补偿处理上具有较高的实用性.     

基于FOA- LSSVM算法的扩散硅压阻式压力传感器温度补偿

扩散硅压阻式压力传感器具有精度高、灵敏度高、动态响应快等优点,但是存在严重的温度漂移现象,因此必须对其进行温度补偿。针对扩散硅压阻式压力传感器的温度漂移现象,设计了一种基于果蝇算法优化最小二乘支持向量机(FOA-LSSVM)算法的温度补偿模型。首先,运用MPX10扩散硅压阻式压力传感器和LM35温度传感器,进行压力和温度的二维标定试验。然后,利用果蝇优化算法(FOA)自动寻优的优点,解决了最小二乘支持向量机(LSSVM)手动选取参数的问题,从而提高了算法的效率和补偿精度。试验证明,运用FOA-LSSVM算法对扩散硅压阻式压力进行温度补偿,零位温度系数(α_0)和灵敏度温度系数(α_s)均提高了一个数量级,达到了对该传感器温度补偿的目的。     

基于延迟线理论的新型无源声表面波传感器研究

基于声表面波的延迟线理论,设计出一款新型的无线无源SAW温度和压力混合传感器.该传感器中温度对信号的影响掺杂在检测压力变化的信号中,通过引入权重因子,把压力信号从温度和压力共同影响的混合信号中分离出来,从而达到温度和压力同时检测的目的.此设计充分利用了IDT的转换能量,减少了信号之间的干扰,并对IDT及反射器进行优化设计,提高了传感器的灵敏度.此传感器具有无线无源等特点,适合在复杂环境下工作.     

火箭橇用气动压力传感器在模拟试验温度下的标定方法

针对超声速火箭橇试验中被试品表面压力场分布的高精度测试需求,考虑到气动压力传感器受温度影响较大,存在明显的基线温度漂移和线性温度漂移,提出一种基于高低温试验箱的气动压力传感器温度响应特性标定方法。基于温度对压力传感器响应特性影响分析,将压力传感器在模拟试验温度环境下进行标定,建立了算法并进行了试验验证。试验结果表明,该方法能准确地反映压力传感器灵敏度系数随温度的变化关系,通过修正数据处理算法,显著提高了测试精度。