基于微流量气体传感器的数据采集系统

系统采用微流量气体热导传感器TCS208F进行H2浓度数据采集,设计了信号调理电路,并在传感器外部设计环境温度控制电路实现传感器的恒温检测.传感器输出的微弱信号经放大电路送入微处理器S3C44B0中进行后续处理,完成H2浓度的数据采集与显示.理论研究和实验表明:该数据采集系统克服了传统热导传感器检测误差大、环境温度补偿困难等诸多问题,具有广阔的应用前景.     

基于热导原理的氢浓度测试系统设计

设计并实现了一种基于热导原理的氢浓度测试系统。设计热导原理气体传感器的信号调理电路,完成对微弱气体浓度信号的放大、滤波,提高信噪比,设计温度补偿电路,克服传感器温漂问题。调理后的输出信号经A/D转换器,由主处理器FPGA控制,完成模数转换。氢浓度信号以RS422标准协议送出,可远距离传输,通过RS422转USB通信模块送入计算机完成数据解析与显示。对测试系统开展标气考核实验,实验结果表明:该测试系统测量精度较高,测量范围较宽。     

基于零磁通原理的微电流传感器的研究

为了快速准确地补偿微电流传感器的误差,提高微电流传感器的测量精度。根据零磁通补偿原理,研制了一种微电流传感器。微电流传感器包含感应单元、信号补偿单元以及信号处理单元,其中补偿单元采用有源与无源相结合的方法对输出电流进行相位和幅值补偿,信号处理电路用于实现对二次侧输出的微弱信号进行调理,放大。通过搭建实验平台,实验结果表明利用该补偿方法时电流传感器在测量μA级到m A级的工频电流时准确度可达到0.2级,且补偿方式方便快捷。     

FeCuNbSiB单纳米晶磁芯双绕组新型电流传感器理论分析

炉内等温退火法制得的纳米晶合金F e73.5Cu1N b3S i13.5B9环形磁芯,由于在退火过程中材料内应力得以充分驰豫释放,使其具有高的磁性能温度稳定性及高的磁灵敏度,特别适合于制作对微弱电流进行测量的传感器。利用纳米晶合金材料作为敏感材料,提出了采用单纳米晶磁芯双绕组结构,多谐自振荡励磁,可进行非接触检测微弱电流的新型传感器。建立了传感器的数学模型,从理论上分析了传感器工作原理,该理论与实验结果很好地吻合。并利用傅里叶变换对桥路输出信号进行分析,指出了传感器信号调理电路的设计方法。     

基于HART协议的智能压力变送器的设计与实现

在传统压力变送器的基础上,研制了一种基于HART协议的两线制智能压力变送器。该压力变送器以低功耗16位嵌入式微处理器MSP430F435为核心,使用硅压阻式压力传感器。传感器输出微小电压信号经放大调理后送入微处理器内部12位A/D的测量,HART协议通信模块由A5191HRT型HART调制解调器与AD421电流环数模转换器构成。整个设计选用低功耗外围扩展器件,最大限度地降低整机功耗。     

微型称重测力传感器信号调理电路设计

为了实现对双足步行机器人用某微型称重测力传感器输出的微弱直流电压信号进行AD转换,提出了一种基于仪表放大器AD623的信号调理电路设计方案,采用模块化设计思想,分别对电源模块,放大电路模块和滤波电路模块进行了设计,并应用Multism13完成放大电路仿真。结果表明,基于AD623的信号调理电路能够有效放大压力传感器输出的微弱直流电压信号,达到了设计要求。     

一种压阻式传感器信号调理电路的设计

由于压阻式MEMS传感器输出信号极其微弱,极易受到测试环境的噪声干扰,还需要外接调理电路,为了提升信号的采集精度,提出一种压阻式传感器信号ASIC调理电路的设计方案,实现输出信号的放大、滤波功能。测试结果表明,调理电路可以在10～200倍的范围内调节增益,-0.5 dB截止频率调节范围覆盖0.1～20 kHz;低频范围内,芯片的等效噪声为45 nV/√Hz。将调理电路与传感器相结合,改进的测试系统响应速度快,滤波效果更好,测试精度优于5%,传感器非线性为5.4%。同时,调理电路的大小和体积也很小,功耗低,对后续继续研究传感器测试系统有重要意义。     

泄漏电流测量用高精度电磁式微电流传感器的研制

普通小电流传感器由于测量精度较低,难以实现μA级泄漏电流的精确测量。基于电磁感应原理研制了一种用于在线监测泄漏电流的高精度微电流传感器,并通过微弱信号调理电路增强测量抗干扰性。基于LabVIEW的误差测量结果表明,电流传感器测量下限可达到20μA,比差准确度达到0.5级。实验证明,该传感器可以准确地测量μA级泄漏电流。     

激波探测系统传感器信号调理电路设计

采用压电式传感器测量激波信号时,由于其检测到的激波声压信号弱,输出为微电流,一般的信号调理电路不能满足要求,基于此问题,开展针对激波的信号调理电路的研究,该电路主要由电荷放大电路、带通滤波电路、输出放大电路等组成,其中带通滤波器的带宽设计为3～8 kHz,选用高精度单片运放OP07实现;电荷放大电路选用高阻、低偏置电流...     

具有多种输出方式的风向传感器设计与实现

为了增加风向传感器的使用灵活性,本文设计了一种可配置为电流或电压输出的风向传感器。该传感器利用单片机采集风变换器数据,并可以控制输出电路输出4-20mA电流信号、0-20mA电流信号、0-5V电压信号、0-10V电压信号中的一种信号。该传感器具有性能可靠、精度较高、使用灵活等优点,可以广泛用于各行业的风向测量。     

差动涡流式连铸结晶器钢水液位仪

介绍了差动涡流式连铸结晶器钢水液位仪的基本原理及构成。仪器可测量0～150mm的钢水液位变化。传感器的核心部分为1个发射线圈和2个接收线圈。信号放大单元采用差动调幅原理．提高了信噪比，扩大了量程。针对结晶器钢水液位测量的特殊性，放大信号再经信号处理单元的若干环节处理成可靠的、适于钢水液位控制的4～20mA线性隔离输出信号。     

4～20mA导电塑料角位移电流输出传感器的开发

介绍了4—20mA导电塑料角位移传感器的原理及开发背景,该产品结构由导电塑料分压器和微电路模块组成,分层可拆并连成一体,四线制,通过输入5—24v直流电压后,能直接输出4—20mA高精度电流信号,工作角度在60°－340°范围内可调。作为一种新型的高性能传感器,以其高精度、高寿命、高输出平滑性、高分辨力和抗高频电磁干扰能力的产品特点。在许多领域取代了无接触式差动变压器和精密线绕电位器。     

直流电压变送器的研究讨论

论述WB型直流电压变送器的工作原理、完成转换的各个模块电路的作用及变送器总电路的特点。文章研究的直流电压变送器可将0～75mVDC电压信号转换成为4—20mADC的信号,从而方便对微小的电压信号进行显示、记录或者自动控制,该电流输出型变送器有如下特点：可方便的直接安装在传感器接线盒内,可远传（1000m）、精度高、抗干扰、稳定性高、免维护。     

在线补偿天然气流量积算仪

设计了基于ARM9核心的天然气流量积算仪,接收流量变送器输出的模拟信号、脉冲信号或HART信号,设计了压力传感器和温度传感器接口电路;基于WinCE平台上开发了系统软件,输入天然气各种组分及其摩尔分数或百分比后,根据AGA8-92计算方法建立起压缩因子和温度、压力关系的三维数据表,为了保证实时性,利用线性插值方法快速求出测量工况下的压缩因子,将天然气体积流量折算为标准状态下的体积流量,实现在线补偿.可输出4～20 mA电流和脉冲.     

基于催化传感器可燃混合气体智能分析系统

可燃性气体分析对于工矿安全的监测具有重要的意义。文中介绍了一种基于催化传感器和人工神经网络分析的、以Atmege8单片机为核心的混合可燃性气体智能分析系统。它根据催化传感器在不同温度对不同气体具有不同灵敏度的特点，通过自动调整传感器的工作温度，输出不同的信号，再通过神经网络的训练和信号处理，对多种可燃气体进行分析。实验表明，该系统能够较准确地实现多种混合可燃气体的检测。     

基于 MEMS 的量热式传感器气体流量测量的模型研究

气体流量测量广泛应用于呼吸监测、管道运输等领域。本研究细致分析了MEMS量热式传感器温度一维分布模型中的热边界层参数,进行了相应的经验修正。并且在温度一维分布模型的基础上,针对具有两对上下游测温电阻芯片结构的MEMS量热式传感器,提出了一种新的传感器输出电压关于气体流量的半修正理论模型。该理论模型能够适用于不同类型的单介质气体。同时,开展了N₂、CO₂流量测量实验,与理论模型进行对比,证明所提出的理论模型可以正确预测不同气体介质的流量,其中针对CO₂测量介质的均方根误差为0.15%。此外,结合理论分析,提出了一种高精度,拟合形式简单、针对确定气体适用性更好的测量模型,其中针对CO₂测量介质的均方根误差为0.05%。     

Square-Wave Operation of a Thermal Conductivity Detectort†

SUMMARY

Equipment is described for the operation of thermal conductivity detectors with square-wave bridge current. The resulting ac output signal allows amplification without the need for low-level choppers. With phase-locked demodulation of the amplified signal, bridge unbalance signals of the order of 10 nV can be detected. This performance exceeds the requirements of presently available detector cells, which produce noise levels of the order of 100 nV.

The instrument is compatible with most existing hot wire detectors and may be used with economical recorders. Air and other permanent gases can be reliably analyzed at levels of 0.02 μl, with detection limits of the order of 0.002 μl. This performance makes the instrument attractive in the field of air pollution and opens the way to further research in the design of low-noise detector cells.     

基于SOC单片机及MODBUS协议的数字模拟传感器

为适应越来越多的数字化传感器的应用要求,同时为兼顾传统应用场合对标准模拟变送信号的需要,设计了一种数字模拟一体化的力敏传感器,采用精确信号混合型SOC单片机C8051F353为控制核心,利用C8051F353片内资源对力敏传感器的应变电桥输出信号相应的放大、ADC转换等处理,应用MODBUS协议通过RS-485接口将传感器信号以数字方式输出,并设计了4～20 mA电流输出电路.传感器目前已经批量应用于油田、港口等测力场合,工作可靠稳定.     

一种新型的可编程的4～20 mA二线制变送器XTR108及其应用

XTR108是一个完整的可编程的4－20mA两线制变送器芯片，其最大特点是允许用户数字化调节增益、偏移及线性化校正系数等。用户通过主机上的软件界面，经基于单片机组成的标准串行数字接口部件，即可对模拟信号路径进行数字校零校落，对传感器的非线性误差可方便地进行数字化补偿。简要介绍了XTR108芯片的特性、内部结构及其工作原理，对XTR108在铂电阻温度变送器的应用及数字校正方法进行了介绍，并给出了软件设计流程图及用软件模拟SPI总线时序对XTR108执行写操作的程序。