霍尔式位移传感器的温度特性

本文研究了霍尔式位移传感器的温度特性，在理论分析的基础上设计了温度补偿电路和相应的软件补偿程序，使温度误差小于０．１％Ｃ＾－１。误差分析的结果与温度实验相吻合，证明了方法的可行性。     

差动式电容传感器数字解调技术

在大地测量中,我们对如何检测出地壳微小的变化很感兴趣,利用差动式电容传感器可以检测出这种微弱的信号。本文对差动式电容传感器的输出信号进行数字化解调,介绍了三种解调方法,分别是数字包络解调、数字正交相干解调及基于Goertzel算法的解调。文中给出了各自的原理,并用Matlab对给出的信号进行了仿真比较,结果分析。     

磁势自平衡回馈补偿式直流传感器特性研究

在磁势自平衡回馈补偿式直流传感器中,检测补偿回路对系统的精度有很大影响。检测回路利用一对铁芯和线圈对一次被测电流和二次平衡电流磁势之差进行检测。根据铁芯近似矩形磁化曲线在分析其磁通变化的基础上,对检测回路进行了理论研究,给出了检测灵敏度的计算表达式。通过分析表达式,认为通过增大激励电压和总电流,提高取样电阻,增加铁芯材料相对磁导率、检测绕组匝数,增大铁芯截面积,减小平均等效磁路长度可以提高检测灵敏度,这些措施在实验中得到了验证,灵敏度最高达到了124mV／AT。根据磁势自平衡回馈补偿式直流传感机理,设计了实验样机,实验结果证明了这种新理论的正确性。     

基于ASIC芯片的微小电容测量电路研究

基于一款专用集成电路芯片（ASIC）HTl33实现了一种微小电容测量电路。该电路具有高分辨率、高抗干扰性、偏置调节能力和模拟、数字信号两种输出模式等特点。文中详细论述了测量电路的实现以及电路的抗干扰措施,并通过测定一组微小电容验证了电路的性能。实验表明,电路分辨率达0．5fF,非线性度8．67％。该电路在各种电容式传感器特别是微机电系统（MEMS）传感器中有广泛的应用前景。     

基于电容检测MEMS磁传感器的设计与制作

为实现微型化、低功耗、低成本和高灵敏度的磁传感器,提出了一种基于微型磁扭摆结构的磁传感器,并利用对角度变化非常敏感的差分电容检测技术对磁扭摆的扭转角度进行检测．设计的磁传感器包括微扭摆结构、磁性敏感薄膜和差分检测电容等部分．分析了器件的磁敏感原理和电容检测原理,给出了器件的结构参数和综合设计考虑．利用体硅加工工艺成功制作出了磁传感器样品,并进行了实验测试．测试结果表明磁传感器有良好的线性度和重复性,其磁场检测的电容灵敏度可达到0．2fF／Gauss．根据对磁传感器的热噪声分析,可得到磁传感器最小可分辨的磁场为6．72μT．该磁传感器结构简凑、工艺简单,无需电流激励,大大降低了磁传感器功耗．     

基于Ansoft的同面电容传感器的研究与仿真

阐述了利用同面电容传感器对复合材料进行无损检测的原理,运用AnsoftMaxwell有限元分析软件对不同极板间距和屏蔽电极形式的传感器进行仿真计算,比较分析了不同极板间距的传感器产生的电场强度变化趋势,研究了不同屏蔽电极对传感器检测特性的影响。仿真结果表明:传感器极板间距越大,检测深度越大,检测特性越好;在3种屏蔽电极中,环形屏蔽电极的检测特性最好。     

硅微谐振式压力传感器中的单端口静电激励-电容检测方法研究

采用静电激励-电容检测方式的硅微谐振式压力传感器具有温度稳定性好、灵敏度高、功耗低等优点,但同频耦合干扰是限制电容检测精度的主要因素。采用频域分离法可有效地克服同频耦合干扰带来的影响。在研究基于频域分离法的单端口静电激励/电容检测的基础上,提出了单端口静电激励/电容检测方案。     

压力式气浮测力传感器静特性研究

为了避免多维力测量过程中的耦合现象,提出了一种气浮测力的方法。研究建立了压力式气浮测力传感器的特性方程,研制了一种压力式气浮测力传感器静特性实验装置,对理论研究的结果进行了实验验证。实验结果表明,气腔内气体绝对压力Pd在0.5~3.5kg/cm²范围时,气浮测力传感器的线性度为0.8%,回程误差为0.02%,重复性误差为0.1%。     

囊式空气弹簧刚度特性的非线性有限元法研究

利用非线性有限元方法，研究由多层复合材料组成的空气弹簧的垂向和横向刚度特性，分析大变形的几何非线性、空腔内空气的状态非线性和胶囊与金属裙板形成的接触非线性，得到了空气弹簧刚度非线性特性的精确描述，并讨论了橡胶囊各参数对空气弹簧垂向和横向特性的影响。通过与试验结果比较，证明了该方法确实可行。     

一种绝对式容栅测量新技术

在综合分析、比较现有容栅测量技术的基础上,介绍了一种绝对式容栅测量技术.这种技术克服了传统相对式容栅测量系统中存在的缺陷,利用两级耦合多精度合成实现测量位置的绝对编码,实现了高精度、大量程测量.首先介绍了用于高精度测量的容栅测量系统构成,讨论了绝对式测量的工作原理.给出的系统检测电路解决了传统鉴相型检测电路中滤波效应导致信号精确性受到损坏以及需要较长稳定时间的问题.     

多点感温式液位传感器的研究

液位测量的方法很多,针对传统液位传感器难以实现准确可靠的液位测量,提出了一种多点感温式液位传感器。它是基于发热体在气(汽)体和液体中放热系数差异显著的特点,设计的一种变液位测量为温差测量的传感器。实验表明,研制的多点感温式液位传感器原理正确,结构可行,性能可靠,可承受高温、高压,能够准确地判断出液气(汽)界面,有必要推广到压力容器内应用。     

双光纤光栅高频加速度传感器的研究

研制了一种新型双光纤光栅加速度传感器,并对该传感器的工作原理和基本特性进行了理论分析,实测表明,这种新型双光纤光栅加速度传感器可在5～2000 Hz频率范围内获得稳定的振动信号.这不仅解决了传统悬臂梁FBG加速度传感器难以实现高频振动测量的问题,而且具有温度自补偿、谐振频率高、使用方便等优点,在高频测量中具有广阔的应用前景.     

基于二进制电抗分流器实现热电变换器共地测量

相比于传统的串联连接方式,提出了一种基于二进制电抗分流器实现热电转换器共地比较测量的方法,通过串联连接的方式实现交流电流量程扩展。二进制电抗分流器产生两路共地可自校的电流输出,为热电转换器之间进行相互比较提供已知关系的1:1电流比例;该方法可以减少电流泄漏和三通连接器串联连接的影响。基于这种共地测量方法,热电变换器结合100 mA和1 A分流器进行了实验分析,测量频率范围1~200 kHz,同时在串联模式下进行换臂测量。实验结果表明基于二进制电抗分流器和换臂法可以很好地消除泄露电流所引起的测量误差,且两种不同方法在200 kHz频率下一致性优于3 μA/A。3种不同热电变换器和分流器组合在10 mA~1 A测量电流下交流转换误差一致性优于6 μA/A。     

磁性液体倾角传感器研究

利用永磁体在磁性液体中悬浮的特性,提出了一种新型一维倾角传感器,给出了该传感器的工作原理,设计了传感器样机。采用实验方法测试两个永磁体间磁斥力曲线,并据此确定传感器主要结构参数和特性参数,得到其倾角检测灵敏度表达式。设计了传感器中运动部件的位移的检测电路及转换电路。实验结果表明,当倾角在-18°～18°之间时,输出电压与倾角间成线性关系,其分辨率为0.04°;当倾角在18°～90°（-18°～-90°）之间时,输出电压与倾斜角的关系为非线性关系,且分辨率逐渐降低。该传感器结构简单,无磨损部件,为倾角测量提供了新的途径。     

自适应MCM的波动性指标收敛趋势分析

分析了自适应蒙特卡洛法(Mote Carlo method,MCM)评定测量不确定度时的规律,将其应用于实践领域。首先介绍了MCM基本原理和自适应MCM评定的具体流程、步骤及程序实现;然后根据自适应MCM需进行稳定性判定等特性,提出了自适应MCM波动性指标的概念;最后通过具有代表性的线性模型(铂电阻气温传感器测量误差值的关系模型)和非线性模型(电阻-温度关系模型)的仿真试验,得出自适应MCM波动性指标收敛趋势的一般性规律。最终为自适应MCM在评定测量不确定度时提供了一定的技术参考。     

基于CPLD的电容式角度传感器测量电路设计

在介绍一种变面积电容原理的非接触式角度传感器的基础上,提出了两种电容式角度传感器的测量方案.鉴于数字方法实现的测量方案性价比更加优越,从而构建了基于CPLD的电容式角度传感器测量电路,借助于复杂可编程逻辑器件完成传感器信号的鉴相、计数等处理.通过电路的试验以及误差分析,得出该测量电路具有精度高、速度快、抗干扰强、稳定性好等特点.     

闭环光纤电流传感器高阶动态模型及仿真

为研究光纤电流传感器脉冲电流测量能力,建立了传感器离散域高阶动态模型,并基于Simulink对传感器阶跃响应及频率响应特性进行仿真分析.结果表明:增大前向增益可提高传感器的响应速度和带宽,但过大的前向增益将会使系统超调振荡;滑动平均滤波器对超调振荡有明显的抑制作用,但同时也会降低系统的响应速度和测量带宽.搭建了频率响应...     

柔性压力传感器研制及其静 / 动态性能验证

为了解决飞行器高速飞行过程中精细化感知壁面静态压力分布与动态压力变化的复杂问题,通过精细配比聚二甲基硅烷?碳纳米管（Polydimethylsilane?Carbon Nanotubes, PDMS?CNTs）的材料浓度,并键合连接传感器的电极层和介电层,研制了一款基于PDMS介电材料的电容式柔性压力传感器,克服了传感器电极层和介电层界面摩擦、能量损耗失配的难点。通过静 / 动态性能验证实验,验证了传感器的静态压力分布以及动态压力变化。结果显示,所研制的传感器在检测 0.1 ~ 104.9 kPa 静态压力的同时,能够实现10 ~ 2 000 Hz振动频率条件下的动态压力检测,具有良好的静 / 动态压力感知能力。可将此柔性压力传感器应用于飞行器复杂的曲面结构,其在优化飞行器的气动外形方面具有良好的应用前景。