多晶硅高温压力传感器的温度特性

讨论了改善多晶硅高温压力传感器温度特性的 3种措施 :用四甲基氢氧化铵溶液代替氢氧化钾溶液作硅杯各向异性腐蚀剂 ;优化多晶硅压敏电阻的掺杂浓度 ,实现传感器灵敏度温度漂移自补偿 ;在传感器芯片上加做温敏电阻 ,通过调节激励源的温度特性 ,进一步减小传感器灵敏度温度系数 .采用以上措施 ,使多晶硅压力传感器有良好的高温稳定性 ,灵敏度温度系数绝对值小于 2× 10 -4/℃ .     

高精度压力传感器中温度补偿技术研究

半导体的温度特性会使压阻式压力传感器的零点和灵敏度随温度而发生漂移,是造成压力传感器测量误差的主要因素.对于高精度压力检测系统,温度漂移已成为提高其系统性能的重要障碍,在环境温度变化较大的应用领域更是如此.在分析多种温补方法优缺点的基础上,提出了一种结合多项式曲线拟合和三次样条插值的温度补偿方法,可以较好地提高测量压力...     

利用支持向量机补偿温度对光纤光栅传感的影响

不同于以往温度、应变与光纤Bragg光栅(FBG)峰值波长偏移量之间的数学模型,本文提出利用支持向量机(SVM,support vector machine)补偿温度的影响,并以FBG压力传感器为例,利用标定的压力传感器数据对SVM模型的惩罚系数C和径向基核函数(RBF)核参数γ进行优化,得到SVM温度补偿模型,选择核参数γ为100、惩罚系数C为16。经过补偿后,压力传感器的零位温度系数和灵敏度温度系数由补偿前的34.5%/℃和34.2%/℃减小到1.7×10-5%/℃和7.7×10-5/%/℃。充分说明,利用SVM补偿温度对FBG压力传感器的影响是有效的。 更多还原     

双轴倾角传感器温度补偿方法

针对倾角传感器中三轴微机电系统（MEMS）加速度计的敏感轴与倾角传感器体坐标系不一致而产生的难以直接获取其温度特性进行温度补偿的问题,提出了一种基于转换矩阵对角元素归一化的温度补偿方法。采用传统的“六位置法”获取用于补偿灵敏度系数不一致和非正交导致误差的转换矩阵以及包含偏置误差的矩阵。相对于常温获取的转换矩阵,对不同温度下的转换矩阵相应对角元素归一化,以获取灵敏度系数温度特性,克服灵敏度系数不一致相关的矩阵与非正交相关的矩阵无法分离的问题,从而实现三轴加速度计灵敏度系数和偏置的温度补偿。在温度为-20℃～50℃条件下的试验结果表明,该方法可有效减小倾角传感器的温度漂移。     

基于光纤光栅的煤矿瓦斯压力传感器的研制

针对煤层瓦斯压力不能多点同步测量问题,提出一种基于弹性膜片的光纤光栅(fiber bragg grating,FBG)瓦斯压力传感器设计方案。采用膜片与腔体一体、光纤首尾开放的结构模式,并对封装后的传感器进行试验研究,针对FBG瓦斯压力传感器存在的温度-应力交叉敏感问题,进行了交叉敏感分析以及算法补偿,并对该传感器分别进行压力试验标定和温度影响试验标定。试验结果表明,该传感器压力范围0~10 MPa,温度灵敏度系数27.01 pm/℃,温度补偿后的压力灵敏度系数251.88 pm/MPa,与理论值接近。该传感器的结构模式可以有效避免安装误差和迟滞误差所带来的影响,同时便于组链开展多点分布式测量。     

利用计算机求解传感器的补偿电阻

论述了计算机求解补偿压力传感器的热零点漂移、热零点温度系数和满量程热漂移误差的串并联电阻问题。列出压力传感器电桥电路的基尔霍夫方程（组）,再把电桥电路测试数据用最小乘二法拟合成直线,进而形成补偿电阻的条件,是满足补偿条件和使用要求的基础上,迭代方程（组）,求得串并联各电阻的值。     

FBG传感器应变监测温度效应分析

光纤Bragg光栅(FBG)在土木工程健康监测中得到广泛应用。依据光纤光栅Bragg方程,从理论上分析了光纤光栅应变和温度传感的工作原理,阐述了光纤光栅应变和温度双参量共同作用时引起交叉敏感的物理机理;并结合济南奥体中心体育馆钢结构健康监测中应变监测的相关数据,分析了温度效应对应变测量的影响。结果表明:在应变测量中,温度场偏差是影响应变测量误差的主要因素,温度补偿时温度场的选取要保证温度与应变传感器所处温度场一致,一阶温度灵敏度系数对Bragg中心波长漂移的影响几乎是应变灵敏度系数的10倍;但应变和温度的交叉敏感效应及其二阶项效应的影响一般可以忽略。     

基于信息融合技术的车用柴油机压力传感器热漂移非线性补偿

为消除车用柴油机传感器在运行中受热漂移的影响,采用信息融合技术对其进行了非线性补偿,并进行实例分析,结果表明,经信息融合后的车用柴油机压力传感器能在较大程度上消除热漂移的影响,提高测量系统的可靠性.     

基于径向基神经网络的压力传感器信息融合技术

因为压力传感器的温度漂移普遍存在,其输出特性容易受环境温度、电压扰动等各种非目标参量的影响,从而大大降低了其性能．利用径向基神经网络构建了双输入单输出网络模型,采用带遗忘因子的梯度下降算法,实现了压力传感器高精度温度补偿,从而大大提高了压力传感器的稳定性和可靠性．     

具有温度补偿的高精度单参量光纤传感器理论分析

分析了几种具有温度补偿的光纤应变传感器测量应变的误差来源及缺点,由此加以推广,提出了具有温度补偿的高精度单参量光纤传感器的思想,根据椭圆纤芯离双折射光纤的温度,应变,径向压力,静水压力的灵敏度公式和双折射与波长的关系曲线,从理论上证明了具有温度补偿,结构简单,高精度的光纤应变,压力传感器的可行性,并对其优点进行了讨论。     

神经网络在光纤陀螺温度补偿中的应用

为了消除光纤陀螺的温度效应并提高陀螺的精度,将神经网络应用于光纤陀螺温度漂移模型的辨识和温度补偿中.采用神经网络算法中的误差反向传播算法,在采集的光纤陀螺漂移数据样本的基础上对其进行了非线性辨识,通过对所采集数据的学习训练出了有效的温度补偿网络,并用实验测试数据验证了该方法的有效性.数据分析表明,神经网络温度补偿方法可以明显改善陀螺的零偏稳定性能.     

基于MSP430F149无线传感器网络节点的设计

设计了以超低功耗单片机MSP430F149为核心,结合外围压力传感器和无线收发模块的传感器网络节点.MSP430F149控制传感器采集水下的温度、水压,并对输出数据进行由压力到液位的变换及温度补偿,再由无线收发模块将数据发送给上位机,实现对液位的监测.     

SOI压力传感器封装工艺研究

针对高温环境下各种气体和液体压力的测量要求,应用微机电系统技术研制了一种新型的SOI(Silicon on Insulator)压力传感器,并设计了一种耐高温的封装结构.采用有限元方法详细地分析了贴片材料对传感器灵敏度、应力分布及可靠性的影响.分析数据表明,贴片材料的杨氏模量和厚度对传感器的灵敏度和可靠性有较大影响,合理选择贴片材料可优化传感器性能.在分析的几种焊接材料中,AuSn焊料是一种性能优良的焊接材料,比较适合用于SOI耐高温压力传感器的封装工艺中.通过对研制压力传感器样品性能的测试,结果表明:该传感器测量精度达0.5%,测量压力量程为30 MPa,测量介质温度为200℃.     

新型瓦斯传感器关键技术的研究

研究了热催化瓦斯传感器的三项新技术：催化元件动态配对工艺、新型检测方法和瓦斯传感器灵敏度自动调校方法。催化元件动态配对的研究，提高了传感元件和补偿元件的一致性，抑制了零点漂移。新的检测方法改善了传感器的工作状态，提高了传感器的灵敏度和稳定性。传感器灵敏度自动调校的研究有利于瓦斯监测系统自动化、可靠性的提高。     

高精度数字化称重传感器系统研究

通过分析电源供电方式对测量精度的影响,采用间歇式恒流源对称重传感器供电,设计了基于滤波器和仪用放大器的信号调理电路,采用串行20位的模数转换器,按肖维勒准则剔除奇异数据,对数字化称重传感器系统进行优化.试验结果表明：高精度数字化称重传感器系统具有称重精度高、温度漂移小、灵敏度高的特点,为模拟称重信号的高精度数字化提供了一种解决方案.     

基于BP算法温度补偿的海水压力数据采集系统的设计

介绍了一种海水压力传感器数据采集的设计方法,用BP神经网络算法对其进行温度的软件补偿.能有效改善传感器的非线性及温度变化所引起的输出的误差,提高了测量精确性和可靠性,算法通过单片机编程进行实现,经过修正的数据由RS232通信端口传输给上位机.     

神经网络数据融合在位移传感系统中的应用

温度漂移误差是位移传感系统的主要误差之一.为了提高位移传感器输出的精度与稳定性,可以把位移传感器的输出与温度传感器的输出进行数据融合.提出一种基于RBF网络(径向基函数神经网络)的多传感器数据融合方法,把位移传感器和温度传感器的输出送入融合中心,通过RBF网络的学习训练,得到稳定的位移输出.实验表明:在相同的温度波动情况下,位移传感器的输出稳定性比原来提高了约4倍.该方法在位移传感系统减小温度漂移的应用中十分有效.     

光纤陀螺启动漂移补偿技术研究

干涉型闭环光纤陀螺从加电开始至达到标称精度所需的时间称为启动时间。在此期间内陀螺输出存在较大的漂移,即启动漂移。为减小陀螺启动漂移、缩短陀螺启动时间,文章对陀螺启动漂移进行了理论分析和试验数据分析。指出陀螺启动漂移补偿模型中除考虑温度变化率的线性项外还应考虑温度变化率高次项的影响和温度影响。通过试验为某干涉型闭环光纤陀螺建立了启动温度漂移补偿模型。在室温下对该陀螺启动漂移的补偿结果表明该方法能有效减小陀螺的启动漂移,缩短陀螺的启动时间。     

石油原油含水率测试仪的设计

采用具有高性能、低功耗特点的MSP430单片机作为主控芯片,结合物质的介电系数与电容器电容量成正比特性,用双线绕电容传感器测量,设计出智能化的低功耗石油原油含水率测试仪。使用数字拟合的方法对测量数据的非线性和温度漂移特性进行了修正和补偿,将测试结果在液晶显示屏上显示。本系统的最大特点是使用的双线绕电容传感器进行数据采集,能够测量多种物质的含水率。     

基于F-P干涉的强度型光纤压力传感器

研究基于强度解调技术的Fabry-Perot干涉型光纤微机电系统(micro-electro-mechanical systems,MEMS)压力传感器.该传感器采用MEMS各向异性腐蚀工艺加工的方形硅杯,其硅杯结构尺寸和表面光洁度比圆形压力敏感膜一致性好.传感器采用大面积比的方法,降低硅敏感膜片弯曲变形所引起的非线性测量误差,新增参考光路以补偿光源功率波动对测量的影响.在0～38kPa压力范围内实现了单值测量,相对灵敏度达到0.7%/kPa.实验与理论分析结果一致,具有很好的测量重复性.提出的多波长和多传感融合的测量方法,可用于扩大测量范围,提高灵敏度.