基于Comsol Multiphysics无限长圆柱载流导线产生的磁场分布研究

介绍一种基于Comsol Multiphysics软件的工程电磁场仿真方法。以无限长圆柱载流导线产生的磁场分布为例,在理论计算的基础之上,给出了基于Comsol Multiphysics软件的仿真过程。并对比分析了理论计算值和仿真结果。证明了Comsol Multiphysics软件是一款功能强大,操作简单,计算精度高的工程电磁场仿真软件。     

电容式微机械超声传感器设计与仿真

建立电容式微机械超声传感器(CMUT)微元三维有限元模型,经过分析CMUT微元不同结构对CMUT性能的影响,得到CMUT结构参数。设定工作频率范围1~2 MHz,工作电压Vdc<100V,首先,利用有限元模型进行模态分析研究薄膜参数与一阶频率的关系,以此确定薄膜参数;然后,在阐述相关理论和静态分析的基础上,仿真、分析空腔对CMUT性能的影响,进而确定空腔高度;最后,通过静电-机械耦合分析和计算机电耦合系数优化电极参数。对所设计的CMUT结构进行仿真验证,工作频率为1.65 MHz,塌陷电压为68 V,满足应用要求。     

平板式电容传感器测量电路研究

提出了一套关于平板式电容传感器测量电路的新方案。该方案不仅具有较高的相对值测量精度、简单的硬件电路，而且具有较强的系统抗干扰能力。     

硅电容压力传感器敏感器件的研究

研制的硅电容压力传感器芯体采用微机械加工技术,加工精度高,易于批量化生产。结构上采用对称的差动电容形式,并将其封装在专用基座中,适用于中、微压力的高精度测量,可用于目前通用压力传感器的升级产品。     

频率式硅电容压力传感器的研究

本文对频率输出的硅微机械结构电容压力传感器进行了研究。利用有限元程序和解析方式对岛－膜硅电容膜片进行了分析。采用硅体型微机械加工技术和集成电路兼容工艺完成了压力元件的制作。对易于ＣＭＯＳ集成的两种新颖的接口电路进行了分析和设计，提高了传感器的性能。     

基于平面电容的冻土检测传感器

在土壤冻融过程实验中,通过对空气、水、冰及干土的介电特性进行分析研究,发现了土壤中水和冰发生相变引起土壤总的电容发生很大变化,基于这一特性和LC振荡电路频率响应的原理,设计了一种基于平面电容分层检测冻土的传感器,实现了土壤冻融状态的判别和冻土深度的自动测量。与人工观测进行对比实验证明,当土壤中未冻水含量相对变化率在0.3以上时,土壤已经冻结。因此,利用基于平面电容的冻土检测传感器检测土壤的冻结状态,实现冻土深度自动化测量是可行的。     

高精度差动式电容传感器信号处理电路的研究

介绍了一种具有高精度的差动式电容传感顺的信号处理电路,该电路是基于张弛振荡器的,由积分器、微分器和比较器组成,最后对该接口电路的性能进行了分析。     

关于电容器及电容教学思考

电容器及电容是"工程电磁场原理"学习静电场和恒定电场时遇到的一个知识点,教材通常先给出电容器的定义,然后直接给出电容表达式,没有推算过程及对结果的分析.本文通过场分布推导电容表达式,并举例对结果进行讨论,实践证明教学效果有所改善.     

基于AD7150微位移电容传感器的研究

利用了集成芯片AD7150完成了对微位移电容传感器的电容采样。对AD7150芯片设计了相应的外接电路,为了增强电路的抗干扰能力,加入相应滤波电路;通过单片机模拟I2C通信方式来进行AD7150的读写控制。测量结果给出了10 pF以下不同标称电容值的电容,误差在2.5%以内。初步实验结果表明,当接入双叉电容传感器探头时,电容值随测量距离的增大而增加;在不同位移量下,传感器的灵敏度不同,距离越近,灵敏度越高,最大灵敏度为686 fF/mm,给出了不同情况下的灵敏度分布,并总结了影响电容传感器工作的电路要点。     

电容式压力传感器微电容测量集成电路的研究

采用开关电容技术的Boxcar积分原理设计的,为测量电容式压力传感器微电容的接口电路已提出,它由Boxcar积分器,锁存器,脉冲宽度调制器和控制信号电路组成。 这个接口电路,采用3μmP-阱CMOS双层多晶硅栅工艺研制,管芯面积为2.5×3.5mm~2。测试结果表明,接口电路具有较好的灵敏度,它完全适用于与硅集成电容式压力传感器集成在同一芯片上。     

基于Comsol的井下瞬变电磁传感器建模与仿真

井下传感器是测井工作中必不可少的组成部分,传感器的性能直接影响井下探测的准确性和测井解释的精确性.为了进一步提高井下传感器的灵敏度,本文以瞬变电磁理论为基础,以Comsol Multiphysics仿真软件为工具,建立了井下传感器探测的几何模型,通过添加物理场,网格剖分,求解了井下传感器的磁场分布,分析了探头尺寸、激励电流和线圈匝数等参数对井下传感器探测性能的影响.研究结果对井下传感器的优化设计具有一定的参考价值.     

电容式冰层厚度传感器及其检测方法的研究

水由液体变为固体冰（或由固体冰变为液体）的过程中电容会发生很大的变化，基于这一特点，提出了利用空气、冰与水的电容特性差异实现对冰层及冰下水位进行非接触式检测的新的冰层厚度检测思路。对含有导电杂质的冰、冰水混合物、水与空气等物质随温度变化所表现出的电容特性进行了分析，据此提出了利用空气、冰与水的电容特性差异实现对冰层厚度及冰下水位进行非接触式检测的传感器结构及冰厚检测原理。     

电容式冰层厚度传感器及其检测方法的研究

水由液体变为固体冰(或由固体冰变为液体)的过程中电容会发生很大的变化,基于这一特点,提出了利用空气、冰与水的电容特性差异实现对冰层及冰下水位进行非接触式检测的新的冰层厚度检测思路。对含有导电杂质的冰、冰水混合物、水与空气等物质随温度变化所表现出的电容特性进行了分析,据此提出了利用空气、冰与水的电容特性差异实现对冰层厚度及冰下水位进行非接触式检测的传感器结构及冰厚检测原理。     

基于差动式电容传感器的车辆载荷检测系统

针对传统车辆载荷检测系统存在的不足,提出了一种电容式车辆载荷检测系统,该系统的载荷检测传感器采用差动式结构,大大提高了测量的灵敏度和非线性,电容测量线路采用差动脉冲宽度调制集成测量电路,数据的采集和处理采用自带A/D转换器的STC89LE516AD单片机芯片,数据通信采用无线通信模式。这种载荷检测系统结构简单、成本低廉、安装方便、性能可靠、测量电路简单、抗干扰性好,可用于交通数据的采集和便携式测量,具有良好的使用前景。     

基于双叉指电容和ZIGBEE的无线位移传感器

微位移测量技术可以实现微距环境下的位置感知与位移操作,其关键在于对位移的精密测量及实时传输。本研究基于平面双叉指电容和ZIGBEE技术设计了一种无线位移传感器系统,该系统由四部分组成：位移一电容转换模块,电容采集、发送节点,电容接收节点,基于VC＋＋开发的实时监控及结果显示软件。此外,下位机是基于ZIGBEE无线通信协议开发的。通过实验证明：系统具备6mm的测量范围,10um的分辨率,通信距离50m。     

用于流体压力测量的电容传感器

叙述了电容应变式流体压力传感器的基本原理，给出了一种电容应变式流体压力传感器的检测电路，并分析了流体压力大小与传感器输出电压的关系。实验结果表明，该传感器具有精度高、线性度好、灵敏度大等优点，尤其适于微压力和大动态力的测量。     

基于作物茎杆生理电容式水分传感器的研究

准确检测作物生长的水分状况,对灌溉决策十分重要。本文介绍了作物茎杆生理电容式水分传感器的原理及电路设计,该传感器可实现对作物生长水分状况的无损检测,通过试验证明该电容传感器测量作物含水量的变化是可行的。基于茎杆生理电容变化的作物水分非破坏性检测技术,研制结构简单、测量准确、抗干扰能力强的作物水分测量传感器,对丰富节水灌溉技术和传感器技术具有重要的意义。