基于神经网络的数据融合技术 在谐振式密度传感器中的运用

本文详细讨论了谐振式密度传感器的模型及测量原理,结合人工神经网络传感器数据融合技术实现谐振式密度传感器在线连续高精度测量,为研制新型的智能传感器提供一种思路。     

一种超磁致伸缩材料和声表面波谐振器构成的复合磁传感器

设计了一种新的超磁致伸缩材料和声表面波谐振器构成的复合磁传感器.该传感器将超磁致伸缩材料在磁场中产生的应力应变传递到声表面波谐振器上,改变其谐振频率,通过对谐振频率的检测进行磁场测量.该传感器可以用于静态和动态磁场测量,并且可用作无源、无线磁传感器.主要分析了该结构用于静态磁场测量的原理,给出了实验结果.传感器谐振频率的变化对于静态磁场变化的灵敏度可达132 Hz/Oe,谐振频率测量分辨率在1 Hz时,磁场测量分辨率可达10-7T数量级.     

—种超磁致伸缩材料和声表面波谐振器构成的复合磁传感器

设计了一种新的超磁致伸缩材料和声表面波谐振器构成的复合磁传感器．该传感器将超磁致伸缩材料在磁场中产生的应力应变传递到声表面波谐振器上，改变其谐振频率，通过对谐振频率的检测进行磁场测量．该传感器可以用于静态和动态磁场测量，并且可用作无源、无线磁传感器．主要分析了该结构用于静态磁场测量的原理，给出了实验结果．传感器谐振频率的变化对于静态磁场变化的灵敏度可达132Hz／Oe，谐振频率测量分辨率在1Hz时，磁场测量分辨率可达10^-7T数量级．     

基于LTCC的无线无源压力传感器的研究

设计了一种基于低温共烧陶瓷(LTCC)的无线无源压力传感器,利用传感器谐振频率对不同应变的响应来表征传感器的应变特性,采用互感耦合的方式对传感器的谐振频率进行读取。搭建了压力测试平台,通过对天线特征参数的测试获取传感器的谐振频率,测试结果表明,基于LTCC的无线无源压力传感器的谐振频率随外界压力的增大而减小,谐振频率随压力的变化近似于线性变化,灵敏度约为543.12 kHz/bar。     

谐振式传感器间歇工作方法的仿真研究

提出了一种新的谐振式传感器的工作方法,采用线性调频信号激励谐振器,当激励信号断开后,谐振器将以其谐振频率做自由振动,通过测量谐振器自由振动状态下的振动频率,即可测得谐振器的固有频率.文中通过仿真分析,对比了正弦信号激励和线性调频信号激励时,谐振器的储能情况和谐振器响应信号的幅度.仿真结果表明采用线性调频信号激励可以较好地实现谐振式传感器的间歇工作方法.     

磁耦合谐振技术的无线可充电传感器节点设计

结合磁耦合谐振技术,设计了一款基于磁耦合谐振的无线可充电传感器节点.该节点不仅能够实现数据采集和传输,还能通过磁耦合谐振实现能量补充,从而解决WSNs能量受限问题.结合可充电节点的设计要求,基于模块化设计思想,给出其软硬件设计;采用双电源设计架构,以及能量监控和管理,实现节点能量获取与数据传输互不影响.实验结果表明,本文设计的无线可充电传感器节点满足设计要求,使构成无线可充电传感器网络成为可能.     

LC谐振传感器的信号检测系统研究

根据LC谐振传感器互感耦合系统的理论模型,设计了一种LC谐振传感器信号检测系统。该系统包括模拟部分、数字部分以及解算方法。模拟部分是通过混频器提取谐振信息,再用低通滤波器( LPF)直流化输出信号以方便数据采集。数字部分是完成信号采集及传给上位机处理。解算方法是通过同步模拟部分的线性扫频源与数字部分的数据采集,实现从携带谐振信息的直流信号中获取谐振频率。实验结果表明：该系统能够完整获得LC谐振传感器的测试信号,其性能稳定,测量精度高,谐振频率测量误差小于3.5%。该系统有望运用于LC传感器信号无线测量的领域。     

扩散硅谐振式压力传感器同频干扰的建模与消除

为简化谐振式微机械压力传感器的制备工艺,提出了一种采用扩散硅作为谐振梁的压力传感器,并采用电磁激励实现传感器的闭环控制.实验中发现:由于采用扩散硅材料,传感器受到较为严重的同频干扰影响,因此,消除传感器的同频干扰成为需要解决的一个主要问题.通过对采用扩散硅作为谐振梁的压力传感器微结构进行分析,建立了传感器主要噪声来源同频干扰的等效电路模型,据此提出一种新的不对称双端激励解决方法.实验结果表明,该方法可有效地降低传感器的同频干扰,传感器的信噪比由1.53提高至35,为传感器闭环激励和检测提供了有效的手段.     

MEMS氮化钛谐振式压力传感器研究

提出了一种基于TiN双谐振梁结构的MEMS谐振式压力传感器,利用TiN谐振梁的谐振频率与被测压力的关系进行压力测量。针对传感器的敏感结构建立了数学模型,通过理论分析和ANSYS有限元软件的模拟,得出了谐振梁长度的变化范围和谐振梁的结构参数,并确定了TiN谐振梁在矩形压力膜上方的最佳位置。这对传感器的结构设计具有重要的指导意义。     

基于非共烧技术的高温压力传感器设计

设计一种基于氧化锆( ZrO2 )的高温非共烧陶瓷压力传感器.在已有的低温共烧陶瓷( LTCC)工艺的基础上,经过改进采用了高温非共烧技术进行陶瓷传感器的制作.先进行传感器基底的制作,再制作传感器的金属电路部分.这样解决了高温共烧技术中各材料高温烧结热膨胀系数不匹配的问题.传感器信号读取采用两个电感耦合的方式,实现了非接触压力测量.制作的传感器高温环境下力学特性稳定.测试结果显示:传感器的谐振频率随外加压力的增加而减小,其谐振频率变化对压力的响应灵敏度约为491. 10 kHz/bar.     

本期摘要

钢水成分传感器及其应用进展，厚膜压力传感器的温度补偿与调理方法研究，一种新型高精度压电谐振式石英晶体温度传感器，动态血糖连续测定系统，几种较新的纳米聚合物传感器     

高灵敏度谐振式微加速度传感器的设计与制作

为提高加速度传感器灵敏度,提出一种新的加速度敏感机制,并基于此原理设计了一种新的微机械谐振式加速度传感器结构.分析了加速度传感器的数学模型及影响灵敏度的关键参数,并以此为依据对传感器结构参数进行优化设计.采用扩散硅层作为谐振子,提高器件性能的同时简化了制作工艺,利用KOH溶液湿法腐蚀硅在各晶向上的各向异性,实现了支撑梁...     

惯性传感器技术及发展

论述了惯性传感器的发展过程和其在惯性导航系统中的地位 ,对新型惯性传感器 :壳体谐振陀螺仪、微机械电子系统惯性传感器、光纤陀螺仪的原理、性能和研究现状作了分析 ,最后指出了惯性传感器的发展方向。     

一种基于锁相技术的冰传感器电路设计

谐振频率的稳定性是结冰信号传感器实现高准确度测量的关键技术。针对振管振动频率的稳定性问题 ,设计了一种基于锁相环技术的自激式的激励和检测电路。实验表明 ,该电路可以满足结冰信号传感器对频率测量的要求     

谐振式传感器的新进展

谐振式传感器是一类应用广泛、发展迅速的传感器。文中介绍了近两年出现的一些新型谐振式传感器和常规谐振式传感器的新进展。主要介绍的有多晶硅、薄膜谐振式传感器等。     

谐振敏感元件特性模拟器的研究

为了实现谐振式硅微传感器测试仪器的直接校验,以及进行谐振式传感器反馈控制电路的优化研究,设计了能够模拟压阻拾振式谐振敏感元件特性的电路.其中压阻变换是该电路实现的关键.文章采用模拟电路实现对谐振敏感元件的电阻拾振特性的模拟,得到受电压线性控制的交变电阻.对该电路进行了高频特性分析,提出一种可拓宽其频带的反馈补偿技术,从...     

基于微环谐振器的甲烷传感器

提出了一种新型的基于微环谐振器的甲烷传感器。该传感器通过微环表层的穴番A涂层来增加微环的有效折射率,使微环谐振器中谐振波长随甲烷浓度的增加而向右漂移;通过测量输出光信号的谐振波长推算出甲烷浓度。理论分析结果表明,该传感器的谐振波长变化范围在一个自由光谱范围内,甲烷浓度测量范围为0~15%;对比SOI材料和聚合物材料、单面敏感膜和三面敏感膜的测量结果,得出聚合物材料三面敏感膜微环的谐振波长变化幅度较大,测量灵敏度为60pm。     

基于DDS技术的矿用风速传感器设计

针对现有煤矿井下用风速传感器工况条件差、性能易下降的问题,设计了一种基于DDS技术的矿用风速传感器。该传感器采用DDS技术设计了具有高稳定性谐振频率的超声波振荡电路,利用卡曼涡街原理实现了风速值实时、精准的测量。试验结果表明,该风速传感器可靠性高,测量误差较小,抗干扰性强。     

基于ARM和CAN总线的电气信号采集节点的设计

通过列组装式石英谐振压力传感器解剖,分析影响传感器工作寿命的主要因素,并列其深入探讨,提出改善传感器工作寿命的具体措施。     

圆筒谐振式密度传感器的计算及有限元分析

谐振式传感器是一种新型高精度的传感器.选用薄壁圆筒作为谐振子,设计了短管谐振式密度传感器.用有限元法建立了圆筒谐振子的模型,通过MATLAB软件编程,计算出合理的谐振子参数,对其频率密度特性进行了分析,并给出了振子的振型分布.仿真结果表明,传感器系数为K0=-181.59 kg/m3,K1=1.17×10-8 kg/m3·s,K2=4.93×10 8 kg/m3·s2.