高性能激光诱导石墨烯压力传感器的研究

为了保证在低成本、易制备的前提下提高激光诱导石墨烯压力传感器的性能,设计了一种石墨烯压力传感器的放大结构。表征了激光诱导石墨烯压力传感器的表面结构,分析了表面多孔泡沫结构对压阻效应的影响,采用COMSOL软件对传感器放大结构的受力情况进行仿真分析,得到在外界压力下石墨烯层的受力情况。选用3D打印方法制备树脂材料放大结构基底,在低成本的同时兼顾了轻质、高精度、高机械强度等性能。测试结果表明,压强在5～20 kPa范围内时,该放大结构的灵敏度较无放大结构提高了约43%。     

全自动声速测定中的信号采集

本文针对传统声速测量的不足之处,对测量仪器进行改进,实现其自动化测量。对超声换能器接收端接收的信号进行信号分析,推断出A/D采样频率大小对采样效果的影响,选择合适的放大器对信号进行处理,使之符合A/D转换器的参数要求。通过硬件电路设计,将信号放大、A/D转换,读出A/D转换的数据,拟合出超声波信号,并将数据输入计算机,通过一定的算法计算出声速。     

航空400Hz交流电源电压高精度采集电路设计

文章设计了一种航空400Hz交流电源[1]电压高精度采集电路,该电路由比例放大电路、整流电路、滤波电路、A/D转换电路组成。采用比例放大电路将飞机上高压交流信号转换为电路可采集范围,经整流电路将交流信号转换为直流信号,通过滤波电路将直流信号中的交流分量滤除,最后A/D转换电路实现模拟信号的数字转换。文章设计的电路能够满足高精度航空电源采集需求,具有采集精度高、低成本等优点。     

车用压力传感器的发展

前几乎所有新型车辆均采用了由传感器、执行器和控制模块构成的发动机控制系统。该系统的一个关键输入参量是多路绝对压力（MAP）,据此可以计算出发动机的空气质量流量,从而决定燃料的供给和点火时间,使处于“速度密集”状态比poedDmflsityRygige）的发动机的工作状况最优化。即使采用空气质量流量直接测量系统的车辆也装有大气绝对压力闲AP）传感器,以便根据海拔高度的变化对系统进行补偿。今天绝大多数MAP／BAP传感器属于微机械压阻式压力传感器。随着此类传感器在载客车辆中的应用,其他微机械压力传感器也开始应用于汽车的各…     

石墨烯压力传感器结构设计与压力敏感特性研究

以石墨烯作为压力传感器敏感材料,Si为基底材料,氮化硼(PN)为石墨烯保护材料,惠斯通测量电桥作为力电变换测量电路,构建了硅基石墨烯压力传感器。通过鼓泡实验法建立传感器的理论模型,分析了传感器的压力与中心形变位移之间的关系,并结合ANSYS软件静力学非线性分析单元,针对所述石墨烯薄膜的挠度形变特性进行了数值解析与有限元仿真。结果表明,石墨烯薄膜压力与挠度形变的理论分析与仿真结果相吻合,这为石墨烯压力传感器提供了结构设计与理论模型基础。     

基于加速度传感器的通信微弱信号放大电路设计

随着互联网的发展,无线通信技术愈加成熟,不断应用到各个领域。在通信过程中可能会产生一些较为微弱的信号,影响信息的接收。基于加速度传感器对通信微弱信号放大电路进行设计,分别设计了系统的硬件和软件两部分,硬件部分由精密仪表放大电路,噪声抑制电路,模数转化电路3部分组成,通过运放原理实现软件部分的设计,实验证明设计的电路能够有效实现微弱信号放大,且消耗的工作成本低,耗时短,具有极高的发展潜力。     

基于石墨烯压阻效应的压力传感器研究进展

与传统的硅阻型压力传感器、陶瓷型压力传感器相比,石墨烯压力传感器具有测量灵敏度更高、测量范围更广的优点。对几种石墨烯压力传感器的研究进展进行综述。根据制作工艺的不同,将石墨烯压力传感器分为单层型和多层型。根据两大类型,列举最近六种石墨烯压力传感器的基本制作过程和测量范围、检测灵敏度等特性。根据六种石墨烯压力传感器的对比结果,得到单层型与多层型石墨烯压力传感器的不同工作特性及应用环境。针对单层型和多层型石墨烯传感器,分别提出提高性能的可行方案,对此类传感器的实际应用与推广具有一定的指导意义。     

石墨烯压力传感器的设计与制作

为了降低电容式石墨烯压力传感器的成本,对石墨烯压力传感器的结构与工艺进行研究,简化加工工艺步骤,设计并制作出石墨烯传感器样片,该传感器样片的灵敏度分为多个区间,最高可达608 MPa~(-1)。首先,将石墨烯溶液制作成纸,利用雕刻工艺将石墨烯纸雕刻成为不同规格的平行叉指图形,并用聚二甲基硅氧烷(PDMS)薄膜覆盖制作成为石墨烯压力传感器。然后,对样片进行静态与动态性能的测试,对测试结果进行对比分析。结果表明该传感器制作工艺简单、成本低廉、性能优良。最后论证了传感器的可行性。     

基于石墨烯/PDMS介质层的柔性压力传感器

提出了一种以石墨烯/PDMS为介质层的柔性压力传感器,主要介绍了石墨烯/PDMS介质层和柔性压力传感器的制备方法,研究了石墨烯浓度和石墨烯/PDMS介质层厚度对传感器灵敏度的影响。利用压力机和阻抗分析仪对柔性压力传感器进行了测试,结果表明柔性压力传感器有大的工作范围(0～20 kPa)和高的灵敏度(在0～3 kPa的灵敏度为0.3 kPa~(-1),3～8 kPa的灵敏度为0.06 kPa~(-1),8～20 k Pa的灵敏度为0.017 kPa~(-1));同时传感器的可恢复性和重复性能良好,可灵敏地检测手指的弯曲,在机器人皮肤和智能穿戴领域有着广阔的应用前景。     

光纤液位传感器信号采集系统的研究与设计

光纤液位传感器信号采集系统的优劣,直接关系到系统感知的外界信息能否不失真地传回中央控制系统。考虑到光纤液位传感器对外界信息感知的高精度、低时延、低温漂、大量程的基本要求,设计一种自动转换量程的光信号采集电路。系统利用程控放大器CD4051对信号进行判断,并能够智能选择量程,确定放大电路的反馈电阻。通过调理电路放大、滤波、跟随后对信号进行A/D转换,并将转换后的数字信号传递给FPGA主控芯片分析处理。测试结果表明,该光信号采集系统能够实现1 n W~10 m W范围内的光信号的采集,线性度好,误差小于±0.96%,精度高,适用于光纤传感领域。     

高灵敏度网状石墨烯微弱压力传感器的研究北大核心

为了改善微弱压力传感器的灵敏度，利用微结构来产生压阻效应的方法，制备出一种性能优异的压力传感器。研究了三种不同结构的石墨烯压力传感器，并设计和研究了石墨烯压力传感器的版图结构、工艺制备流程和材料表征。最后，对三种不同结构的石墨烯压力传感器进行了灵敏度测试。实验结果表明，网状结构的石墨烯压力传感器具有较高的灵敏度，在低压强下(0～200 Pa)的灵敏度可达到0.303 kPa-1,最低可检测到24.5 Pa的压强。该网状结构的石墨烯压力传感器是一种可以感知微弱压力变化的高性能压力传感器。     

微弱信号的检测技术

在实际中时常遇到一些对人的生活有利或有害的微弱的声、光、电信号,而这类微弱信号用常规仪表又无法检测。本文着重讲述对这类微弱信号的检测方法,并举一具体实例:超声波检测仪。对电路的各部分的工作原理予以具体评述。     

发动机压力传感器补偿电路优化设计

以某型发动机为平台,结合起动供油规律和试验数据,得出了压力传感器的精度要求。针对原压力传感器精度不满足要求的问题,在改动量最小的前提下,设计了一种以信号调理芯片MAX1452为核心的补偿电路。经试验验证,改进后的传感器精度优于±0.3%。发动机采用改进后的传感器,在地面起动时,未出现因压力测量误差导致的起动失败;在高原起动时,不经过传感器校准,起动成功率也得到大幅度提升。该方案提高了发动机起动成功率,有效减少了因大气温度或海拔高度变化对传感器校准工作的影响。     

用压力传感器扩展A／D转换器分辨率

目的本文描述一种用８位Ａ／Ｄ获得高于８位分辨率的简单方法。电子设计是相当简单的，而且采用标准部件。图１方框图图２扩展的方框图原理考虑需要测量的压力为２００ｋｐａ。用一个压力传感器和一个放大器，此压力可转换为模拟电压输出。此模拟电压转换为数字数值后就可...     

石墨烯MEMS压力传感器Au/Sn共晶键合气密性封装

针对石墨烯MEMS压力传感器气密性封装的需求,设计出一种用于石墨烯MEMS压力传感器芯片级Au/Sn共晶键合工艺方法。石墨烯压力传感器芯片键合密封环金属采用50/400 nm的Cr/Au,基板键合密封环金属采用50/400/500/3 nm的Cr/Au/Sn/Au。随后使用倒装焊机在280℃以及8 kN的压力环境下保持6 min,完成芯片与基板的Au/Sn互溶扩散键合工艺,从而实现石墨烯压力传感器芯片的气密性封装。对键合指标进行测试,平均剪切力达20.88 MPa,平均漏率为4.91×10^-4 Pa·cm³/s,满足GJB548B-2005的要求。通过比较键合前后的芯片电学特性,石墨烯敏感结电阻平均值变化了1.1%,具有较高的稳定性。此外键合界面能谱测试结果符合Au/Sn键合金属合金元素组分,为石墨烯MEMS压力传感器低成本、高效率气密性封装奠定了基础。     

数字射频存储器模块电路设计

数字射频存储器（DRFM）经过近30年的发展,已成为大多数现代电子干扰系统的核心控制部件。介绍了数字射频存储器（DRFM）在干扰机中的应用,总结了DRFM的工作原理、实现结构、性能参数及国内外应用现状和发展趋势。特别是在DRFM的基本结构上提出加入调相处理模块的设想,可以优化干扰机,达到有效干扰的目的。     

基于PC104的电动投弹器检测系统电路设计与实现

介绍了一个基于PC104的数据采集与检测电路的设计,它完成A/D数据采集、D/A数字/模拟转换、数字量输入/输出、信号显示卡以及LCD显示器的控制等功能。PC104总线信号检测电路对于改进装备故障检测方式具有重大意义。通过对信号波形显示原理以及显示方法的分析,确定了具体的实际方案,完成了功能电路的设计;采用专用接口芯片结合CPLD的方法实现了PC104总线的接口协议以及逻辑控制电路;检测系统电路在实际测试过程中能稳定工作,满足设计指标要求。     

改进型支架压力传感器设计

为了精确测量支架压力的变化情况,给出了一种改进型支架压力传感器设计方案,分析了电阻应变式传感器的工作原理,阐述了如何采用全桥差动电路采集微弱的电阻变化信号.给出了接口电路硬件设计和部分软件流程.在使用过程中设备工作性能稳定,测量精度高,达到了预期工作目标.     

石墨烯压力传感器Au-Si共晶键合的气密性封装

针对石墨烯压力传感器的高气密性封装要求,设计了一种应用于石墨烯压力传感器的Au-Si键合工艺。采用Au-Si键合工艺只需要在传感器的密封基板表面生长一层100 nm的SiO₂,并在生长的SiO₂表面溅射金属密封环,密封环金属采用50 nm/300 nm的Ti/Au。使用倒装焊机在380℃以及16 kN的压力环境下保持20 min完成传感器芯片与基板的键合,实现石墨烯压力传感器的气密性封装。键合完成后对键合指标进行表征测试,平均剪切力可达19.596 MPa,平均泄露率为4.589×10^-4 Pa·cm³/s。通过对键合前后石墨烯传感器芯片电阻检测,电阻输出平均值变化了3.36%,键合前后电阻输出相对稳定。对传感器进行静态压力检测,其灵敏度>0.3 kΩ/MPa,非线性<1%FS。实验结果表明,石墨烯压力传感器采用Au-Si键合工艺进行气密封装不仅工艺简单,且强度高。     

一种高精度加速度计数字采集电路设计

针对高精度惯性导航装置的需求,设计了一种高精度加速度计数字采集电路。电路采用单恒流源技术降低了电路功耗,采用温度补偿技术提高电路性能,采用FPGA数字集成技术提升电路可靠性。通过对电路的稳定性、线性度、对称性、温度特性等指标的测试,电路稳定性不大于6×10^-6,线性度和对称性均不大于15×10^-6,温度系数小于0.5×10^-6/℃,该电路性能良好,可满足高精度惯性导航装置工程应用需求。