“新型传感技术”知识讲座——第一讲 传感技术基础

一、概述 1.传感器和传感技术在科学研究、工农业生产、国防建设和日常生活中,人们得到的信息绝大多数是非电量信息,这些信息即使能够被检测出来也难于放大、处理和传输。为此,需要有一种特殊的功能器件来灵敏地检测有关信息并把这些信息变成便于接受、加工的电信号,具备这种特殊功能的器件叫传感器。更确切地说,传感器是按一定规律将各种被测量(包括物理、化学、生物量等)转换成便于处理的物理量的元器件。     

现代传感器技术用语

<正> 同一元件或若干个元件集成在同一芯片上的装置;或传感器与其外围电路集成在同芯片上的装置;或不同传感器集成在同一芯片上的装置,均称为集成化传感器。 第一种集成化传感器主要包括图象信息检测的线路传感器和摄象用传感器;第二种集成化传感器主要包括单片式和混合式二种,以提高传感器特性为目的。第三种集成化传感器可实现多功能、补偿特性和提高性能。 集成化传感器实例如表1。     

“新型传感技术”知识讲座 第三讲 半导体传感技术

一、概述 1.半导体传感器的发展半导体传感器是固态传感器的主体,它是一种能感受外界刺激,完成信号转换功能的器件。六十年代以来,随着材料科学的发展和固态物理效应的不断应用,促进了半导体传感器的迅速发展,产生了新型半导体传感器,特别是半导体集成技术(从IC到LSI)的进步,给半导体传感器的固态功能化、小型化、长寿命、高可靠带来了广阔的前途和深远的影响;另外微处理器     

基于传感技术的科学实验设计

新一轮的课程改革背景下，实验作为科学教育中一种独特的教学形式，更加强调学生“做科学”，强调“活动探究”。基于传感技术的科学实验，是以传感器为核心工具，与信息技术相整合，实现了科学实验过程中数据自动采集、直观显示以及实验数据的图形化。正是由于传感器可以检测多种物理参数并转化为数字信号，并且具备功能多样、体积小、操作简单等特点.     

参数调制探针式电容土壤水分传感技术研究

电容传感器是实现土壤水分低成本检测的主要途径,土壤水分中电导对土壤水分影响很大,为了消除电导影响,研究了一种新颖的基于参数调制的探针电容土壤水分传感器,分析了参数调制技术消除电导机理,并建立了相应数学模型,设计了参数调制式探针电容土壤水分传感器的检测电路和数据处理系统,通过参数优化得到了一种能够实现在线测试土壤水分的探针电容传感器及检测仪器.试验表明,随着土壤含水量的变化,其探针电容传感器响应有较大的变化,且在低于25%的含水量范围,土壤含水量与被测电压之间呈线性关系.     

基于CC1100的无线传感网基站设计

具有低功耗功能的无线传感器网络技术是当今国内外传感器技术领域研究的热点课题,传感网基站和传感网节点都是无线传感器网络中必要的组成部分,并且传感网基站具有一定的普适性.提出了一种基于MSP430超低功耗微控制器、CC1100单片RF收发芯片和以太网接口模块的新型无线传感器网络基站设计,详细阐述了系统各组成部分的工作原理和设计方法,并给出了其在传感网相关项目应用中具体解决方案.     

“新型传感技术”知识讲座——第四讲 光色传感技术

作为过程检测控制领域内的一门前沿技术——光电子技术,近年来得到了迅速的发展。这种光学技术和光电技术的结合,目前不仅仅用于信号的接收、显示,还可以用于信号的检测和远距离传输。不断开发的各种新型光学传感、转换器件及信息处理技术的发展正在开拓着一种崭新的光学测量控制系统,作为人们视觉功能的扩展和延伸,光色传感器引起了人们极大的兴趣,它可广泛地用于有色标鉴的判别、产品涂料的调色、彩色色码的读数、几何形状的检测以及表面质     

主动式三维立体全景视觉传感技术

为了使全方位视觉传感器(Omni-Directional Vision Sensor,ODVS)获取的全景图像上各像素本身具有成像物点的深度信息,文中设计了一种具有单发射中心点(Single Emission Point,SEP)的全景彩色体结构光发生器(Panoramic Color Structured Light Generator,PCSLG)以配合具有单视点(Single View Point,SVP)成像特点的ODVS;然后将ODVS和PCSLG垂直配置在同一轴心线上,实现一种主动式立体全景视觉传感器(Active Stereo Omni-Directional Vision Sensor,ASODVS);最后根据全景图像上各像素点所带光源的颜色信息,通过颜色识别算法以及ODVS和PCSLG的几何关系推断PCSLG的发射角并估算成像物点的深度值.实验结果表明,该文设计的ASODVS能快速实时进行全景立体图像的特征点实时匹配和空间物点深度的测量,实现了一种以观察者为中心的3D主动立体视觉感知.     

FBG传感技术在工程结构监测中的应用

FBG传感技术代表了一种先进的技术,具有传统技术无可比拟的优势。分析了FBG传感器用于土木工程检测的二个关键技术问题,研制了二种FBG传感器,并进行了工程试验。试验结果表明:FBG传感器比电检测系统传感器具有更高准确度,能实现绝对数值测量,抗干扰能力强,结构简单,长期稳定性高,实现对工程结构的实时、在线监测。     

磁传感器:未来传感技术背后的巨人

在汽车领域中,磁传感器是一种看不见但又不可或缺的技术,它能使从转弯信号到点火定时的一切都成为可能. 在您的汽车里,这些小小的传感器件可能多达70个,它们默默地执行被赋予的各种功能,让您可以顺利地从目的地 A移动到目的地B.     

有害气体检测的光纤传感技术发展

光纤气体传感器具有易于小型化、可遥测、灵敏度高、响应快等诸多优点.根据传感原理,概述了有害气体检测的光纤传感器,包括折射率变化型光纤气体传感器、倏逝波光纤气体传感器、表面等离子共振光纤气体传感器、光声光纤气体传感器、多孔光纤气体传感器,以及吸收型光纤气体传感器、荧光型光纤气体传感器、染料指示剂型光纤气体传感器.简要介绍了光纤气体传感器的发展.     

Am2900系列位片式微处理器高性能器件——Am2903、Am2910

位片式微处理器和一般的单片式微处理器,如Z80,M6800,Inter8080等有很大的不同,通常单片式微处理器的MPU内包含了指令译码、数据处理,存储器寻址等全部功能。这些功能由器件制造厂所规定,用户不能改变,而位片式微处理器财是由不同功能的若干种、若干片器件组成,其指令系统、数据处理、寻址方式等功能是由设计者按使用要求确定的,这些功能还可以根据要求变动而进行修改或增补,也就是说位片式微处理器所完成的功能、指令系统、寻址方式等都是可变化的。位片式处理器的基本结构如图一所示。数据处理部分以处理器(ALU)为中心,控制部分以微程序控制器为中心。     

触觉传感技术述评

测量被测物和传感器之间触觉参数的触觉传感器是近年来才迅速发展起来的传感器件。它可感受众多的物理特性。检测所测物存在或不存在就是一种最简单的双态触觉传感器;较复杂的触觉传感器则由一个持续采样的二维排列的传感点组成。此类传感器可提供被测物的诸如尺寸、形状、位置、导热性和力的分布等数据。 触觉传感器的维度根据各个传感点的空间排列而定,可分为三种基本类型:     

基于地磁传感器和UWB技术的停车位车辆检测方法与实现

针对单地磁传感器在进行车辆检测时容易受到相邻车位车辆干扰,以及使用传统阈值判决方法存在漏检与误检问题。为提高停车位车辆检测的准确率,对传统地磁阈值判决方法做出改进,提出了一种基于地磁传感器与超宽带(Ultra Wide band ,UWB)技术结合的停车位车辆检测方法。当根据单地磁传感器无法确定停车位状态时,唤醒UWB测距功能,将测距结 果与地磁信号融合来提高检测准确度。实验结果表明本文所提方法相比于单地磁检测方法可提高约6.0%的准确度。     

基于MSP430单片机的电化学传感检测系统设计

介绍了一种基于单片机的小型电化学传感检测系统,详述了检测系统的整体设计框架和各模块设计.检测系统内部设计有绝对值电路和峰值电流检测电路,大大提高了检测系统的性能.通过对葡萄糖传感器和乳酸传感器进行实验,结果表明:检测系统性能可靠,操作简单,与传统电化学工作站有很好的线性相关性.     

AT91RM9200的磁阻传感车辆检测系统

提出一种基于AT91RM9200处理器的高可靠性车辆检测设备解决方案,并以目前先进的AMR磁阻传感器为重点详细描述检测原理;利用AT91RM9200自带的10/100Base-T型以太网接口实现与系统设备的通信;利用并行数据总线扩展CAN总线接口实现与路口前端管理设备的通信。该系统具有检测数据处理功能和掉电参数保存功能。文中给出以AT91RM9200和AMR磁阻传感器为核心的检测机制的具体实现方法。     

氧化锆粉体对片式氧传感器性能的影响

实验中采用的三种粉体,对其化学成分、物相组成、颗粒形貌、比表面积、和流延配方的匹配性、烧结性能、制备的片式传感器的性能进行了综合评估。结果表明POWDER A粉体适合流延成型,但是烧结温度较高(1 500℃),且烧结陶瓷中会有较多的小尺寸的气孔存在,这是由于粉体中存在两种物相的氧化锆,可以制备出有很好响应的片式氧传感器。POWDER C粉体流延时制备的基片性能较软,导致后续工艺较难完成,且制备的片式传感器样品没有测得信号;POWDER B粉体制备的基片较脆,且其中的杂质含量较高,制备的片式传感器样品没有测得信号。得出对流延成型制备片式氧传感器用YSZ粉体的要求:Si及Fe的含量尽可能少;颗粒具有粒径小、粒度分布单分散;比表面积控制在12~15 m2/g左右。     

基于广义回归神经网络的传感器故障诊断研究

针对诊断传感器偏置故障与漂移故障的难点问题,提出了一种基于广义回归神经网络(GRNN)的传感器故障诊断方法。该方法充分利用控制系统闭环回路测控信息,建立一组多输入单输出GRNN观测器,通过将观测器输出与传感器实际输出相比较获取残差序列,获得基于残差序列的传感器偏置故障和漂移故障的辨识策略,实现控制系统传感器故障在线诊断。仿真结果表明:该方法可以快速准确地检测和分离传感器故障,辨识传感器故障类型、故障大小以及故障发生的时间。     

基于无线传感网络瓦斯传感器调校技术研究

设计基于无线传感网络技术的瓦斯传感器调校系统,采用JENIC5139模块架构无线瓦斯传感器节点,实现瓦斯检测数据的及时发送、瓦斯传感器的在线调校及参数动态设定;基于无线传感网络的瓦斯传感器节点克服目前瓦斯传感器稳定性差、调校费时费力的缺点,将传统7天升并调效一次传感器的周期延长到2个月,显著提高煤矿企业生产效率;井上控制中心通过无线网络不但可以随时了解瓦斯传感器的工作状态.还可实现瓦斯传感器的动态调零和非线性动态修正,显著改善煤矿企业安全生产水平.     

光纤激光腔内的传感技术研究进展

光纤激光腔内的传感技术已广泛应用于温度、应变、声波、振动、磁场和电压等物理量的检测,与传统的光纤传感器相比,光纤激光传感器具有抗电磁干扰、窄线宽和高信噪比等优势,其应用前景广阔.在此,综述激光腔内光纤传感技术的研究进展,阐述环形腔和线性腔两种不同的腔内结构,总结基于不同腔内结构光纤激光传感器的工作原理;此外,按照温度、溶液、磁场、应力/应变的分类对光纤激光传感器性能进行介绍,并对未来的应用前景进行展望.