新型高可靠性甲烷传感器设计

介绍一种采用低功耗AT89LV51单片机构成的高精度、低功耗、高可靠性、智能型新型煤矿井下甲烷传感器。甲烷传感器采用数字芯片，显著提高了甲烷检测精度，减小了仪表体积，同时采用了XICOR公司的SPI接口的看门狗和X5045芯片，使系统更加稳定可靠。与PC机通信可建立井下环境数据库，便于井下工人随身携带，而且预防了安全事故的发生。     

基于ZigBee的井下人员安全监测系统

为了满足矿井人员安全监测的需求,根据煤矿井下地形的特点,介绍了一种可靠的基于ZigBee和织物传感器技术的井下人员安全监测系统.详细阐述了以带有定位引擎功能的CC2431为核心的传感器节点、以CC2431和MCP2515为核心的Sink节点的软硬件设计和工作流程.通过在煤矿大巷实验,测得织物传感器的工作特性和2.4G频率在井下的传输特性,并确定两个传感器节点的距离为20m时,可实时、可靠地监测井下人员的生命体征和位置参数.     

传感器芯片系统研究与应用

基于微纳制造、微电子等技术的传感器芯片系统具有体积小、质量轻、功耗低、易于批量化生产、成本低、易于集成化等优点,是传感技术领域的一个重要研究方向.近年来相关的研究主要包括微纳传感器芯片、微传感器阵列、多传感器集成芯片系统、传感器与电路集成芯片系统、微流控芯片系统、无线网络传感器节点芯片系统等.文中分别以糖化血红蛋白免疫传感器、催化燃烧气体传感器和电场传感器为例,简要介绍若干典型的生物量、化学量和物理量微传感器系统及其应用.     

基于射频识别技术的煤矿井下人员定位系统设计应用

基于日益突出的煤矿开采安全问题,设计研究了煤矿井下人员定位系统,系统总体上可以划分成为两大部分,分别为井上部分和井下部分.井上部分主要为集中监控中心,井下部分主要为标签和基站.基站和标签的主控芯片全部选用的是MSP430系列芯片,射频芯片全部选用的是CC1100型号芯片.当基站信号覆盖范围内发现有携带标签进入的工作人员...     

基于MEMS加速度传感器的倾角测量仪设计

在分析和研究倾角测量原理的基础上,设计了一种基于MEMS三轴加速度传感器的倾角测量仪。系统以STM32F103控制器作为核心处理电路,KXR94 MEMS三轴加速度传感器作为倾角测量单元,专用液晶驱动芯片和液晶显示器作为显示部分,实验结果表明,所设计的倾角测量仪具有体积小、抗振动和冲击能力强,成本低、精度高等特点,完全满足煤矿井下倾角测量要求。     

高温高压井下压力传感器的补偿与校正

潜油电泵、油藏监测、智能井等系统需要对井下压力进行长期在线监测,压力测试装置是其一个重要组成部分,是反映采油井实时状况的一个重要参数。井下温度随着深度的增加变化比较大,选用硅压阻式传感器存在温度漂移和线性误差,因此需要对压力传感器进行温度补偿和线性化校正。由于井下环境比较复杂,井下采集电路没有CPU进行处理,因此采用软件温度补偿与校正不易实现。经分析研究采用MAX1452信号调理芯片对压力传感器进行补偿与校正,能使压力传感器的精度达到0.1%。本文主要分析与研究MAX1452的补偿原理和实现方法,经试验分析得出经补偿校正后的系统在-40~125℃的温度范围内输出电流具有很好的线性度。     

片式氧传感器陶瓷芯片加热电阻检测系统设计

片式氧传感器陶瓷芯片电阻检测人工操作劳动强度大、生产效率低.在分析片式氧传感器陶瓷芯片结构及检测工艺要求的基础上,设计了片式氧传感器陶瓷芯片加热电阻检测系统.根据控制系统要求,选择P LC为主控制器,触摸屏为人机交互界面,设计了P LC控制流程及系统操作界面.片式氧传感器陶瓷芯片加热电阻检测系统结构简单、操作方便、运行...     

集成阻抗识别的介电泳芯片设计及其关键工艺

以微粒的阻抗识别为目的,设计出一种三维网格阵列微电极传感器.传感器将介电泳分离与阻抗识别集成在同一芯片上.首先通过介电泳将微粒中的一种分离至测试区域,再通过阻抗信号描述微粒特性.针对芯片关键区域,提出了调节SU8曝光时间以提高阻抗测试有效信号的工艺解决方案.实验表明,SU8最佳曝光时间为70 s.对芯片性能的相关实验表明,芯片可对不同直径的乳胶微粒进行介电泳分离与阻抗识别.     

基于嵌入式web传感器的新型瓦斯监测防爆系统

结合煤矿井下安全监测系统的改进和管理需要,分析了井下监测系统的特点,提出了基于嵌入式Web传感器的新型瓦斯监测防爆系统的设计思路、方法以及具体的硬件实现,并对基于μC/OS-Ⅱ操作系统技术的嵌入式Web开发研究和分析设计做了详细说明。该方法采用ARM7TDMI微处理器内核芯片构建嵌入式Web智能传感器,利用传感器从现场环境获取了相关参数,并通过内嵌的以太网网络接口直接将数据发往监控浏览器或数据接收服务器,保证了瓦斯参数的实时监测并利用软件对参数进行实时分析,可以对事件进行较好的预测功能,除此之外还可将系统连入互联网中,实现矿井环境参数的远程访问。     

采用芯片直接安装技术封装的风速风向传感器

提出一种采用芯片直接安装(Direct chip attach,DCA)技术封装的风速风向传感器的设计,制备和测试结果.该传感器采用圆形结构,利用热温差的方法测量二维风速和风向.其利用两步金属剥离工艺直接将在感风陶瓷基板上芯片制作出传感器芯片,利用封装胶将优质芯片倒贴在打孔印制电路板上并进行引线键合,用绝热封装胶对芯片进行封包,形成最终的封装.对封装后的传感器芯片进行风洞测试,传感器可以完成360o风向检测,风速量程为6 m/s.     

一种数字温度传感器信号处理方法研究

该文介绍的数字温度传感器是一种频率信号输出的水晶传感器,它没有模拟传感器难以克服的温漂、时漂等问题,但却具有测温分辨力不高的缺点。为保证传感器的稳定性,提高分辨力,文中分析研究了3种方法,实验证明软件倍频是一种比较理想的提高分辨力的方法。     

磁致伸缩位移传感器检测信号分析

实验研究了磁致伸缩位移传感器的探测电压信号,以便提高磁致伸缩位移传感器的检测精度。分析和验证了波导丝材料、驱动脉冲电流、检测线圈等参数对磁致伸缩位移传感器输出电压的影响规律。对检测线圈进行了优化设计,基于实验数据确定了传感器的各项参数值。实验发现磁致伸缩系数大、魏德曼效应显著的Fe-Ga材料作为波导丝,可明显提高电-磁-机械能的转换效率,获得较大的检测电压信号。研制了新型Fe-Ga波导丝磁致伸缩位移传感器样机,并与Fe-Ni波导丝传感器进行了性能对比。结果表明,与Fe-Ni波导丝相比,Fe-Ga波导丝磁致伸缩位移传感器的检测信号明显增强,信噪比显著提高,其检测电压信号幅值比Fe-Ni波导丝检测电压信号幅值提高了40mV,相应的传感器精度提高了2倍。     

湿度传感器电阻和电容分量测量方法的研究

高分子电阻型湿度传感器是一种有着广泛应用前景的新型湿度传感器，研究表明，对非纯电阻型湿敏元件，可将其等效为一电阻与电容的串联模型。文中提出了测量湿度传感器等效电路中的电阻分量只和电容分量C的实用方法，并介绍了该方法的工作原理，它是一种由传感器、标准电阻和运算放大器构成的负反馈电路。实验结果表明，该测量方法可用于精确测量湿度传感器的电阻及电容分量。     

Design of an absolute location and position measuring system for a mobile robot

This paper focuses on a development of a sensor system measuring locations of a vehicle to localize a mobile robot while it tracks on the track (location sensor). Also it focuses on a system configuration identifying the vehicle’s orientation and distance from the object while it is stationary at certain station (position sensor). As for the location sensor, it consists of a set of sensors with a combined guiding and counting sensor, and an address-coded sensor to localize the vehicle, while moving on the rail. For the position sensor a PSD (Position Sensitive Device) sensor with photo-switches sensor to measure the offset and orientation of the vehicle at each station is introduced. Both sensor systems are integrated with a microprocessor as a data relay to the main computer controlling the vehicle. The location sensor system is developed and its performance for a mobile robot is verified by experiments. The position measuring system is proposed and is robust to the environmental variation. Moreover, the two kinds of sensor systems guarantee a low cost application and high reliability.     

基于机械放大式机构的新型纳米位移传感器设计

为了能有效地检测PZT驱动器纳米级的驱动位移,文章提出一种采用基于柔性铰链的多级杠杆放大原理的新型纳米位移传感器。与前三代纳米位移传感器相比,新型传感器采用差动结构以及圆筒状的外形,传感器的这种独特结构赋予其较大的机械放大比;同时,建立了其理想数学模型并计算了机械放大比。为了证明传感器的有效性,对其进行了有限元仿真分析。分析结果表明新型纳米位移传感器具有较大的应变输出,且其位移分辨率将小于3 nm。     

银掺杂氧化锌基乙炔气体传感器的 检测特性研究

乙炔(C_2H_2)气体是运行电力变压器油中溶解的主要故障特征气体之一,能有效反映变压器的放电故障;气体检测传感器及其检测特性是实现故障气体在线分析的关键。提出一种金属银(Ag)掺杂氧化锌(ZnO)基的纳米传感器,基于实验室微量气体平台研究其对C_2H_2气体的检测特性及气敏机理。结果表明:由于Ag掺杂以后为ZnO表面引入了杂质能级,掺杂后的ZnO纳米传感器表现出比未掺杂更高的灵敏度和更快的响应特性,并保持良好的线性度和稳定性。该结果为高性能ZnO基C_2H_2气体传感器的研究提供了新思路。     

Automated Surface Roughness Measurement

A non-contact roughness sensor is described that is suited for integration with a computer-controlled coordinate measuring machine (CMM). The sensor employs a fibre optic interferometer, electronic control system and data-processing software. The combination of the sensor and computer controlled CMM allows surface texture assessment to be made during scheduled dimensional inspections of complex curved surface components, such as turbine blades. The sensor system will measure surface roughness parameters, for example Ra, using a method that reflects standard procedures. The lightweight sensor head can be mounted on a touch probe arm and the associated articulated mounting head; this combination gives quasi 5-axis positioning ability to the overall sensor. This is suitable for automated surface finish inspection of compound curved surface blades. The sensor and its control unit are integrated with the CMM controller and its operation can be controlled through standard part-program commands used by the CMM.     

时栅的波动方程分析与行波形成新方法

分析时栅位移传感器运动坐标系的产生机理。为了简化时栅结构使之更易于产品化,在分析其波动方程的基础上,明确磁行波和电行波的联系与区别,进而提出一种新的行波形成方法以及相应的机械结构,从而构成一种新形式的时栅传感器。初步的试验结果表明,传感器产生出正确的电信号,证明此方法是可行的。至此摆脱了采用传统模式的运动磁场产生方法,加工工艺大大简化。     

具有RS232串口的电容式油量传感器的设计

电容式油量传感器由于结构简单、工作可靠，因此使用的比较广泛。但这种传感器的准确性受连接导线分布电容和温度的影响较大，从而制约了电容式油量表测量精度的提高。提出了一种基于单片机的具有RS232串口的电容式油量传感器的设计方法，解决了电容式油量传感器受连接导线分布电容影响和硬件补偿温度误差精度不高的问题。该传感器具有便于数字显示，性价比高，工作可靠等特点。     

采用基于神经网络的时间序列预测器的传感器故障诊断新方法

本文提出一种采用基于神经网络的时间序列预测器的传感器故障诊断新方法。它先用神经网络对传感器输出序列建立预测模型（简称神经网络预测模型）,然后利用神经网络预测模型预测传感器输出值和传感器实际输出之差判断传感器是否发生故障。与其它方法相比,本文方法只需单一传感器输出信号即可诊断相应的传感器是否发生故障。本文通过对一控制系统中转速传感器漂移故障诊断过程阐述了这种方法。