储藏冷库温湿度监测终端设计

储藏冷库是现代化农业的重要组成部分,而温度和湿度是每个仓库必然要考虑的重要参数.本文设计一个用单片机控制的多点温湿度采集控制器,以AT89S52为核心芯片,采用数字式传感器SHT75进行温湿度的测量,扩展必要的外部电路,实现多点的温、湿度实时监测、显示、参数设置和网络传输功能.文章介绍了各部分的硬件电路,同时还介绍了软件流程.实验表明该方案设计科学,具有较高的安全性与可靠性.     

基于STM8S的室内甲醛检测系统设计

针对目前越来越严重的室内甲醛污染问题,设计了以STM8S为控制核心的便携式室内甲醛检测系统。该系统创造性地设计了一种基于减法器的硬件抗干扰电路,克服了以往甲醛电化学传感器检测设计电路中,采用温、湿敏电阻对传感器温、湿度系数进行补偿所造成的测量精度不足问题,并结合采样滤波算法和拉格朗日插值算法对采集的数据进行软优化。系统具有甲醛浓度阈值设定与超限报警功能,温度、湿度、万年历显示等辅助功能,真正实现了便携式与智能化的结合。实验结果证明,该系统在实际应用中具有较高的灵敏度、准确度、操作简单、性价比高等特色,还可推广应用于其他需要对甲醛浓度进行检测的场合。     

手指压力数据采集系统

某些实验中,需要及时准确地检测手指压力传感器的数据。本文设计了一个手指力量数据测量和处理系统,能实时采集实验者的手指压力传感器的数据,并将采集的数据用串口发送到上位机,还可以暂存测量数据。系统由8051单片机、16位模数转换器MAX1177、存储器、信号调理电路和串口电路等构成。实验显示,该系统满足要求,加以扩展,可以用于多种场合。     

基于nRF24E1的多点无线温湿度测量系统

介绍了基于单片无线收发芯片nRF24E1的短距离无线多点温湿度测量系统的设计思想和实现过程.系统以嵌入51单片机内核的单片射频收发芯片nRF24E1为核心,采用数字式温度传感器DS18B20及模拟式湿度传感器HM1500,应用传感技术、无线收发技术及计算机技术,实现多点温度、湿度数据的采集和短距离无线传输.文章首先介绍了温度、湿度传感器及无线收发芯片的工作原理,然后详细阐述了系统的硬件电路结构和完成相关功能的软件设计方案.系统的结构简单、可靠性高、数据传输速度快,功能易扩展,适用于多种应用领域温、湿度的无线检测.     

一种新型船用温湿度传感器

通过铂电阻测量温湿度最大的问题是桥电路中精密电阻受环境温度的影响比较大。传统的精密电阻都是采用的绕线的形式,这种方式受环境温度变化影响较大,温漂系数大。这样在测量时就存在误差,需要软件经过修正算法来校正误差。本系统通过在传感器端实现控制电路部分,采用RH25微机电测温芯片替代传统线绕式精密电阻实现了对温、湿度准确测量。     

多总线控制的无线传感器网络

为了实现传感器节点之间无线通信并组网,开发了一种将各多总线器件集成到一起进行无线温、湿度测量的网络系统.系统各节点主要包括由SPI总线控制的无线射频器件QRF-0400,I~2C总线控制的硬时钟器件PCF8563,以及单总线控制的温、湿度传感器等.节点通过无线射频器件将传感器采集的温、湿度实时传递到监控主机,工作结束自动进入睡眠模式以降低节点功率,延长工作寿命.实验表明,节点在80m范围内自动组网并采集周边环境的温、湿度,误差低于0.01°.     

机载多普勒激光雷达指向影响分析及定标

通过分析机载多普勒激光雷达测量模式特征,考虑飞机姿态测量精度的影响,仿真分析了径向速度误差,以及多视线反演水平风场的反演精度,按照文中仿真系统的输入参数,不考虑雷达系统频率检测误差,风速测量误差小于0.3 m/s。该结果为机载多普勒激光雷达平台设计和测量模式的选择提供了参考。在此基础上,提出了一种基于地面散射信号测量的激光指向定标方法,并通过激光雷达实测数据进行验证,指向定标精度优于0.2°。     

多点流场压力实时测量技术研究与系统实现

通过对多点流场压力实时测量技术的研究,提出了一种以绝对压力系统为基准的多管多点的流场压力测量方法,研制了一套流场压力实时测量系统。在系统的硬件设计中,通过采用多路复用的循环扫描方法,有效减小了系统的体积,降低了成本。在软件设计中,通过对传感器静态特性的校正和传感器零点温漂的自动补偿,实时地对系统的误差进行修正,有效减小了系统误差。试验结果表明：研制的多点流场压力实时测量系统运行稳定,数据测试准确可靠,数据精度达到了0．1％。     

基于超声波的微型化气象站设计在舰船气象监测中的应用研究

舰载气象站是军舰海上作战必备的设备之一，它能够实时采集和传输当前海况气象信息，对决策指挥具有重要意义。本文提出了一种基于超声波的微型化气象站设计，用于解决传统舰船气象站体积大、气象传感器测量精度低等问题。该气象站采用采集电路、主控制器和上位机软件实现气象素数据的采集、处理、显示和存储等功能，具有体积小、重量轻、精度高、环境适应能力强的特点，适用于舰载长期在线监测。本文还对设计进行了对比试验，验证了系统整机性能稳定可靠，测试精度高，适用于海上环境的长期在线监测。该设计可满足多种观测平台的需求，为海上作业提供及时、准确实况资料，对满足经济社会发展、国防建设具有重要作用。     

本刊对来稿中统计学符号书写要求

利用甲烷气体在倍频2ν3带较强吸收线R(4)支的波长为1 650.96 nm,基于气体红外特征光谱吸收原理,设计了一套多点实时监测甲烷气体浓度的光纤传感器网络,并建立了谐波检测的数学模型.该系统以1 650 nm波段的分布反馈式半导体激光器(DFB LD)作为光源,采用锁定放大器SR830对微弱电信号进行处理.实验表明,系统中单个传感器的分辨率可达200×10-6,长时间的精确度和稳定性均可满足实际要求,单个传感器的响应时间小于2 s.通过理论分析得出系统中各传感器可放置于离地面20 km以上的矿井中,且系统可在多场合进行多点的实时监测.     

光子晶体光纤及其在传感器中的应用

光子晶体光纤(PCF)是一种新型光纤,其结构和导光机理都与普通光纤不同,呈现出许多在传统光纤中难以实现的特性,并因此受到广泛关注.PCF具有的特殊的性质扩大了光纤的应用领域.利用PCF的某些特性,可以制作性能优良的传感器.文章首先介绍了PCF的基本概念和主要特性,然后介绍了PCF在传感方面的几种应用.     

传感器的智能化及应用研究

介绍了智能传感器的构成，传感器智能化的原理，并以压阻式压力传感器为例研究了传感器智能化的硬件结构、软件设计及非线性与温度误差的修正，实验结果表明，温度变化和非线性引起的误差的95％得到修正，在10～60℃范围内，智能式压阻压力传感器的准确度几乎保持不变。最后，介绍了智能传感器的发展前景。     

温度传感器和流量传感器结构与检修方法分析

对水温表热敏电阻式传感器、空调蒸发器出风口温度传感器、石蜡式气体温度传感器、双金属片式气体温度传感器、热敏铁氧体温度传感器、叶片式空气流量传感器以及测量芯式空气流量传感器的结构、原理与检修进行了讨论。     

单个长周期光纤光栅实现横向负载和温度的同时测量

发现高频CO2 激光脉冲写入的长周期光纤光栅 (LPFG)的谐振波长的横向负载灵敏度具有很强的方向相关性 ,且在两个特定的负载方向上谐振波长对横向负载不敏感 ,而谐振峰幅值与不同方向的横向负载都有很好的线性关系。这种LPFG的谐振波长随温度变化而线性漂移 ,使谐振峰幅值对温度变化不敏感 ,由此提出了用单个LPFG的谐振波长和谐振峰幅值两个参量分别实现对温度和横向负载进行同时独立绝对测量的传感器设计方案 ,可望从根本上解决LPFG在测量中存在的温度和横向负载之间的交叉敏感问题     

硅热流量传感器及其封装

在介绍硅热流量传感器的工作原理、工艺方法的基础上,重点给出了目前硅热流量传感器特别是风速计的几种常用结构以及相应的封装形式,并对每种结构及其封装形式的优缺点进行了分析。最后对硅热流量传感器封装发展中尚待解决的问题以及未来发展趋势进行了讨论。     

FBAR技术的敏感应用与发展研究

薄膜声体波谐振器(FBAR)技术以其频率高,品质因数(Q)高,插入损耗低,与半导体集成电路(IC)工艺兼容等优良特性在无线通信领域获得了广泛应用。基于FBAR技术的传感器具有灵敏度高,体积小,线性度好及易于集成等特点,符合目前传感器的微型化、智能化、信息化的主流发展趋势。该文对FBAR传感器的研究现状、发展动向等方面进行了总结并对石英晶体微天平(QCM)、声表面波(SAW)和FBAR这几种声波质量传感器进行了比较。最后对FBAR传感器技术作了简要评述并讨论了FBAR传感器未来的发展趋势。     

二维MEMS风速风向传感器的设计与测试

给出一种基于MEMS工艺的二维风速风向传感器的设计、制造以及测试结果。该传感器加热电阻采用圆形结构，四个测温电阻对称分布在芯片四周。传感器芯片在玻璃衬底上采用两步MEMS剥离工艺加工，加工工艺简单可靠。该传感器采用恒功率工作方式，利用热温差原理测量风速和风向。经过风洞测试，传感器可以完成360°风向检测，误差不超过10°。     

基于BJT特性的数字温度传感器发展现状及趋势

随着工业物联网趋向数字化、智能化和集成化发展,控制系统需要感知的物理量规模和复杂度都迅速提升。其中数字温度传感器能直接将温度信息转换为数字信号,具有低成本、低功耗、面积小、数字输出等多种优点,可以实时监测系统温度数据,并与反馈机制协同进行反馈调节,目前已经得到广泛应用。在各类数字温度传感器中,基于CMOS工艺寄生三极管(BJT)感温的数字温度传感器在制造工艺上更容易实现,且具有高稳定性和高精度,是工业界产品首选方案。聚焦基于BJT特性实现感温的数字温度传感器,从学术研究成果、工业产品两方面总结其技术路线、发展现状和趋势,为后续温度传感器研究提供参考。     

全保偏光纤加速度矢量传感器的设计与实验

阐述了全保偏光纤加速度矢量传感器的基本工作原理,进行了三维探头结构设计,对系统的谐振频率和加速度灵敏度进行了理论分析,并进行了一维光纤加速度传感器实验,验证了这种全保偏光纤加速度矢量传感器的谐振频率和加速度灵敏度理论分析和结构设计的合理性.     

二维MEMS风速风向传感器的设计与测试

给出一种基于MEMS工艺的二维风速风向传感器的设计、制造以及测试结果。该传感器加热电阻采用圆形结构,四个测温电阻对称分布在芯片四周。传感器芯片在玻璃衬底上采用两步MEMS剥离工艺加工,加工工艺简单可靠。该传感器采用恒功率工作方式,利用热温差原理测量风速和风向。经过风洞测试,传感器可以完成360°风向检测,误差不超过10°。