涂丝锰离子场效应传感器的研制

离子敏感场效应传感器(简称 ISFET)是1970年由 P.Bergveld 首先报道的,此后国内外不少学者如此做了研究。作者利用高锰酸十六烷基三甲基铵缔合物为电活性物质,用二正辛基苯基磷酸酯为增塑剂,研制成新型 Mn~(2+)-ISFET。经测定该器件的性能参数为:线性范围10~(-1)～3.2×10~(-4)mol/L,检测下限可达1.6×10~(-4)mol/L,灵敏度为29±1mV。     

一种基于锰铜薄膜的小型化切削力传感器

切削状态监测是高档数控机床实现智能加工的关键技术之一。而切削力是反映切削状态最直接、有效的技术指标,针对目前商业化的切削力传感器存在的体积庞大、兼容性差等问题。设计了一种基于锰铜薄膜的小型化切削力传感器,该传感器以整体代替刀垫的形式嵌入到刀具当中,该切削力传感器为典型的三明治结构:基底、薄膜传感层和盖板。该切削力传感器以基底为弹性敏感元件,附着于基底上的锰铜薄膜电阻为转换元件,通过仿真分析,依据基底上应力分布规律设计了关于基底长对称轴对称分布的栅条状锰铜薄膜电阻结构,并利用微纳加工技术实现了薄膜电阻的制备,最后利用盖板封装以形成传感器原理样机。所研制的切削力传感器结构紧凑、兼容性好。实验结果显示该切削力传感器的静态总精度为8.09%、线性度为2.60%,具有基本具有切削力测量的能力,为后续研究提供了可借鉴的经验。     

光纤阵列式触觉传感器模型的研制

本文提出了用于机器人物体分类系统的光纤阵列式触觉传感器的设想.按优化设计理论为探头设计了实现阵列扫描的八路转换开关.最终制造了2×4光纤阵列触觉传感器的模型,用多帧图形拼接法得一长方形的二元图象.     

薄膜锰铜计对100GPa动压的测量

为拓展锰铜传感器的高压测试上限,本文采用薄膜技术研制了一种新型的锰铜传感器。该传感器采用氧化铝封装,后置式结构,两步薄膜工艺制作。利用二级轻气炮进行了40-107GPa的冲击高压加载,试验波形呈现出-理想的平台,寿命为1μs0标定蓝线Px(GPa)=6.0371+29.819(△R/R0)+21.591(△R/R0)2-6.8267(△R/R0)2近似于一条直线,精度达±3％。     

阵列式智能气体传感器综述

在化工、石油、电力、环保等部门,以及城市煤气、液化气生产与使用中,迫切需要能够快速进行气体识别与组份分析的仪器,可监测有毒、有害、可燃性气体的种类与浓度.常用的气体分析手段——色谱法,操作手续繁、试验周期长,不能进行连续监测.采用气敏元     

基于线性分割的动态称重传感器阵列优化方法

基于部分承载模型的动态称重系统,能够满足车辆在高速行驶状态下的精确动态称重.然而当车轮静止于传感器上再次启动时,受其模型所限误差较大.针对这一问题以路面交互模型为基础,融合线性分割方法,提出一种基于线性分割的部分承载动态称重模型,并开发了4排并列式动态称重系统.经过实验对比验证,使用新模型构成的动态称重系统能够在车辆变速以及起停状态下整车误差仅为±2%,为重车限重管理系统、非现场治超等应用提供了一定的支持.     

石英晶体谐振式绝对压力传感器研制

介绍了一体化石英谐振式压力传感器的研制,采用石英晶体材料制做弹性膜片,用音叉式石英力敏谐振器检测压力,减少了传感器的体积,降低了制造工艺难度。研制的传感器量程为0~120 kPa,中心频率为(40±4)kHz,精度为0.05%。     

一种差动输出石英谐振式力传感器研制

介绍了一种具有差动输出石英力传感器,该传感器由轮辐式弹性结构和2只石英力敏谐振器组成。利用分别位于正负应力区2只力敏元件感知作用力的大小,进而进行差动输出,以实现零点温漂与时漂自补偿。分析了弹性梁的结构特性;介绍了双端音叉石英力敏谐振器的结构、力学特性及力传感器的制作过程。对传感器进行了静态测试,结果表明:传感器测量范围为0～300N,静态精度为0.05%。     

锰铜压力计的温度补偿模型研究

针对锰铜压力计灵敏度和零点温度漂移大且硬件补偿困难的问题,提出了一种有效的温度补偿模型.设计了超高压压力发生装置,并在此基础上改进了实验装置结构以减少数据误差,通过采用自动化数据采集系统,实现了多变量的同步采集并提高了采集速度和数据量.通过对大量数据的特征分析,推导出数学补偿模型.实验结果表明:该补偿模型能很好地反映锰铜压力计在温度、压力共同作用下的特征,使锰铜压力计在高温下也能较为准确地测量压力.     

阵列式硅压阻压力传感器的研究

介绍了一种阵列式硅压阻压力传感器 ,就其设计结构、生长工艺及实验结果进行了概要地阐述 ,其生长工艺将微机械加工工艺和半导体平面CMOS工艺融为一体。     

A privacy-preserving and unobtrusive sitting posture recognition system via pressure array sensor and infrared array sensor for office workers

Sitting posture recognition is essential in preventing work-related musculoskeletal disorders (WMSDs). WMSDs are of huge concern for office workers whose working process is averagely 81.8% sedentary. Prevailing studies have utilized cameras, wearables, and pressure sensors to recognize sitting postures. The cameras and wearables can achieve accurate recognition results, while personal privacy concerns and inconvenience for long-term use impede their adoption. Meanwhile, the pressure sensors are privacy-preserving and convenient. However, they cannot accurately recognize the sitting posture with different states of the trunk, head, upper extremity, and lower extremity. Considering the pros and cons of those approaches, this study proposes a novel privacy-preserving and unobtrusive sitting posture recognition system, which combines a pressure array sensor with another privacy-preserving sensing technology, i.e., an infrared array (IRA) sensor. Moreover, a deep learning-based sitting posture recognition algorithm is developed, which adopts a feature-level fusion strategy and does not require a complex handcrafted feature extraction process. Based on the ergonomics studies, ten daily sitting postures with the states of different body parts are selected. This system achieved an overall 90.6% accuracy using the leave-subject-out validation approach based on the self-collected dataset from 21 subjects. It has a great potential for privacy-preserving and unobtrusive related applications for sitting posture management.     

高温压力传感器的温度补偿

介绍了高温压力传感器热零点漂移产生的原因以及一种抑制漂移的补偿办法 ,即利用相关材料的线膨胀系数的不同进行补偿。     

基于氧化铝陶瓷的电容式高温压力传感器

氧化铝陶瓷因其稳定的机械性能和高温鲁棒性得到了广泛的应用。文章以LC谐振电路为技术背景,提出了一种基于氧化铝陶瓷的电容式高温压力传感器,并通过厚膜集成工艺技术将一个定值电感与一个可变电容集成在氧化铝陶瓷基板上实现了传感器的制备。对传感器进行高温环境下的压力测试,实验结果表明:传感器能够完成600℃高温环境下1到5 bar范围内压力的原位测试,且在600℃高温环境下传感器的重复性误差,迟滞性误差和零点漂移分别为8.3%,5.05%和3.7%。     

高温转速传感器的研制

介绍了非接触磁电式转速传感器的基本原理、结构设计及磁路计算,给出了试验数据,并对测试结果进行了分析。讨论了高磁性材料在高温环境下的应用。     

基于压力传感器的高精度血压计系统设计

血压是反映人体生理状况的一项重要指标,血压监测在临床和医疗保健中有着重要的地位。针对传统单片机设计方案测量精度不高、稳定性不好等缺点,采用MSP430单片机与ARM处理器有效结合的方法,设计了一种基于压力传感器的高精度血压计。从脉搏波特征点入手,采用了一种改进的阈值法,能准确检测出多种病理情况下的有效脉搏波峰值,该方法克服了传统阈值法检测脉搏波准确性不高的缺点,方法简单,测量时间短。采用自适应卡尔曼滤波算法拟合包络线,相比高斯曲线拟合效果更好,且易于编程实现。测试结果表明:系统误差小于4 mmHg,测量范围为0~295 mmHg,具有精度高、速度快的特点。     

平衡评估压力传感阵列的高速数据采集系统设计

针对康复医学中对坐位、站位、卧位等多种精细压力分布及压力平衡评估的需要,采用高密度的压力传感阵列作为传感器,提出了一种超多通道压力传感阵列的高速数据采集方法,并给出了具体电路实现和系统设计.实验对实时采集到的压力传感阵列数据进行压力分布测试,结果显示:对于站位(足底)压力评估的2288个传感阵列单个压力垫,系统每秒实时采集压力分布图100帧以上;对于卧位(平躺)的4个压力垫,每秒实时采集压力分布图25帧以上,均可以动态实时显示压力分布的变化,满足精细压力分布检测和评估系统的需要.     

高准确度微电流传感器的研制

研制了一种可以测量原边电流下限达1μA,上限达到400μA的单芯穿电流传感器。其输出拟合线性度大于0.99,输入电流大于15μA时,输出角差变化小于0.7%rad。与目前的传感器相比,其测量电流下限、准确度和分辨力都有提高,对于提高电力设备在线监测的范围和准确度具有重要的意义。