PDMS-铜膜复合电极的压力检测研究

本文报道了一种利用聚二甲基硅氧烷（PDMS）-铜膜复合电极进行压力检测的方法和系统。在PDMS-铜膜复合电极上施加压力时,PDMS发生形变并与之接触的铜膜进行摩擦,使铜电极表面电荷密度增加,PDMS-铜膜界面双电层（EDL）电容的电荷量也随之增加。由于双电层电容电容量不变,因此铜膜的电势会随之增加。通过检测铜膜电势的变化,可检测外界压力的变化情况。实验结果表明：检测系统输出电压的变化率正比于外加压力的变化率,输出电压的幅值反比于PDMS薄膜的厚度。因此,根据检测信号的幅值以及变化率,可以判定外加压力的大小以及变化率。本方法具有结构简单、灵敏度高和操作方便等特点,为发展新型柔性无源压力传感器提供了新的思路和方法。     

同面多电极电容传感器结构仿真研究

通过电磁场有限元分析软件ANSYS仿真同面双电极结构电容传感器在极板长、宽、间隙的不同组合下对电容变化率的影响,得出极板长、宽、间隙的最佳组合,构建了同面八电极电容传感器,分析比较在地屏蔽、极间屏蔽、外围屏蔽下传感器极板间电位分布和在不同屏蔽下传感器的灵敏度.仿真表明:增加屏蔽后不仅可以提高传感器的灵敏度,还可以获得比较均匀的敏感场.仿真研究结果为同面多电极电容传感器的结构设计提供了依据.     

台面结构硅基法珀型光纤MEMS压力传感器的研究

提出了一种新的光纤压力传感器的设计,该传感器敏感膜采用了台面结构而非传统的平面结构.用法布里-珀罗(Fabry-Perot)干涉理论阐述了传感器的工作原理,提出了敏感膜的力学模型.基于Fabry-Perot干涉理论推导出光纤MEMS压力传感器中台面敏感膜受到的压力与干涉光强的关系表达式,通过ANSYS有限元软件分析了台面膜型的力学性能,结果表明台面敏感膜在平行度上优于平面膜.通过数值模拟分析了传感器的关键参数对其性能的影响,为光纤MEMS压力传感器的加工和制作提供了理论依据.     

一种硅微谐振式压力传感器的敏感膜片设计

根据正方形膜片的变形和应力分布情况,提出了一种硅微谐振式压力传感器敏感膜片的设计方法,设计了两种正方形间接连接式压力敏感膜片.在相同的膜片面积下,新膜片与原有矩形间接连接式压力敏感膜片性能相近,为内部谐振器的多样化提供了基础.最后,就压力敏感膜片的工艺设计进行了探讨,认为采用正方形凸角补偿结构的〈110〉硅岛和采用边长补偿的〈100〉硅岛最适合间接连接式压力敏感膜片.     

用于挥发性有机气体测定的化学阻抗传感器

该文以碳粉掺杂的聚合物为敏感膜,以叉指电极为基底制作了测定挥发性有机气体的化学阻抗传感器.当敏感膜吸附有机气体时,敏感膜膨胀,导致膜中导电性的碳粉粒子距离增加,电阻也增加.同时.有机气体的吸附还引起敏感膜的介电常数改变,从而导致电阻、电容改变.通过传感器电阻电容的变化可以实现有机气体的定量测定.考察了敏感膜厚度、敏感膜中碳粉含量、及测定频率对传感器电阻电容响应的影响.该文还探讨了电阻和电容响应的机理.     

MEMS光纤法珀压力传感器的设计及解调方法实现

基于外界压力引起敏感膜片形变导致腔长变化来实现压力信号传感的原理,提出了一种MEMS光纤法珀压力传感器的设计,建立了传感器敏感膜片的挠度变化与膜厚、半径及施加压力的关系理论模型,并在此基础上进行了膜片的MATLAB二维数值仿真和Comsol Multiphysics三维数值仿真,并完成了FP压力敏感头的制作,进而设计了能够应用于光纤传感的解调方法,搭建了光纤传感的压力测试系统并进行了相关实验,利用所设计的解调方法对实验数据进行处理,进而对压力传感器的性能及特性进行了测试和验证。实验结果表明,传感器测试曲线线性度良好,与数值仿真结果基本一致,在100 kPa的量程范围内其灵敏度可达62.3 nm/kPa,温度敏感系数为0.023μm/℃,测量精度3.93%,且最小压强分辨率为1.29 kPa,证实了该MEMS光纤法珀压力传感系统具有一定的可行性。     

微机械梁一膜结构的压力传感器

本文提出了一种用于压阻压力传感器中的微机械梁膜结构.这种结构除有灵敏度高、线性好等优点外,还有其他优良性能,而工艺要求又较已有的各种结构为低.有限元素法的应力分析和实验结果证明了这种结构的优良性能.     

纳米硅薄膜超微压力传感器设计与性能研究

利用纳米硅薄膜良好的力学与电学特性,设计出超微压压力传感器芯片结构:双岛-梁-膜结构.利用ANSYS进行了静力分析、模态分析、谐反应分析、瞬态分析,结果表明:该结构具有灵敏度高、线性度好、动态响应快等优点.     

差动式光纤布拉格光栅渗压传感器的研究

为了对土壤中渗透水压力进行精确测量,根据波纹管的压力传感特性,以及等强度悬臂梁与光纤Bragg光栅的应变传感特性,设计了一种差动式光纤布拉格光栅(FBG)渗压传感器。传感器通过土壤渗透水压力推动波纹管轴向应变转化成等强度悬臂梁挠度变化,进而转化成FBG轴向应变。通过测量FBG中心波长的变化获得压力值,利用差动式结构降低了环境温度变化带来的影响。在常温条件下进行标定试验,得出升压过程中传感器的渗压灵敏度约为11.96 pm/k Pa,线性度为1.3%,重复性为2.9%;降压过程中传感器的渗压灵敏度约为10.56 pm/k Pa,线性度为4.6%,重复性为1.9%;环境温度变化对测量结果影响小于1%。试验结果表明,该光纤光栅渗压传感器能够对小量程范围内的渗压进行准确测量,同时可以通过改变波纹管及等强度梁参数将其推广到大量程的测量。     

用于柱层析的新型介电常数检测器研究

利用被分析/分离的有机化合物(溶质)与流动相(溶剂)的介电常数不同,则其浓度的变化将反映为溶液电容量的变化的特点,本文提出一种基于开关电容网络原理的微电容测量电路作为在线介电常数检测器.通过实验验证电路具有良好的灵敏度、线性度和温度稳定性.最后测量了多种有机溶液在不同浓度下的电容,表明电路输出电压与溶液浓度具有良好的线性关系.     

Effective solution of certain problems of theory of schedulings of nets

Cybernetics and Systems Analysis -     

机车空调逆变电源设计

本文讨论的是机车空调逆变电源系统的设计与研究。该电源系统主要是由DC/DC的BOOST升压部分和DC/AC三相逆变部分两部分组成。DC/DC部分所得直流电压通过DC/AC部分逆变成三相交流电,供给空调机组工作。同时,为使电源系统能更可靠的运行,也设计了相应的故障检测、保护等辅助电路。     

制造型企业仓储物流管理的RFID应用——卷烟厂按垛出库及到货扫描系统初探

针对国家烟草管理的现状,有关主管部门在全国推行“行业卷烟生产经营决策管理系统工程”,利用条码等自动识别技术手段实时掌握全国的生产经营信息。但某卷烟厂此前的物流环节已经是“件烟成垛”运输,如何在尽可能保持原有企业管理体系的前提下,达到有关部门的数据统计要求,解决成垛卷烟的物流和信息流的交互与统一问题成为技改的核心。该项目成功的将条码识别与射频识别有机结合起来,为烟草行业信息化提供了生动的应用案例。     

煤矿多功能物联网读写器的设计

介绍了物联网的概念和结构组成,分析了物联网在煤矿中的具体应用,详细介绍了一种具有煤矿特色的多功能物联网读写器的设计与实现。该读写器应用在物联网的感知层,能够进行物体识别和各类物理信号与环境参数的传送,为煤矿应用物联网提供了一个很好的感知层解决方案。     

机械臂绝对定位精度测量

提出了用激光跟踪仪标定机械臂的D-H参数、测量机械臂绝对位姿以及对机械臂的绝对定位精度进行分析的方法;用激光跟踪仪测量机械臂各个关节单独运动时得到的一系列离散点,就可确定机械臂各个关节的轴线,由此建立机械臂的D-H坐标系,并对D-H参数进行标定;然后,给出了由6D激光头位姿确定机械臂末端位姿的方法;最后,推出了由测量位姿值与命令位姿值相比较,得到机械臂绝对定位的位置和姿态偏差的方法;这些方法可以有效、迅速地完成对机械臂绝对定位精度的测量.     

变电站一次设备喷涂PRTV用量的分析

对国网宁夏电力检修公司宁安运维站近2年来一次设备喷涂PRTV用量的统计数据进行分析整理,得出各类一次设备按照标准要求喷涂PRTV时的用量估算值,并针对现存作业中存在的问题,提出相应解决方案。