会议文章 针对基于陶瓷衬底的风速传感器的热不对称特性补偿研究

本文提出一种基于陶瓷衬底制备的风速风向传感器的设计,芯片结构中设置了1个中心加热电阻,1个中心测温电阻和4个温度分布检测电阻,并引入了4个辅助加热电阻,用于对芯片的功率分布进行再分配。在传感器制备过程中,由于封装造成的芯片热分布的不对称特性,能够利用辅助加热元件对芯片进行功率再分布以补偿,进而抵消掉由于热不对称造成的芯片输出信号的偏移。通过功率再分布补偿技术,可使芯片输出信号的波动低于10mV,风向检测误差低于2度。     

具有温度补偿的光纤生物量浓度在线测量传感器

利用光能量的吸收和散射与生物量浓度之间的关系,建立了一种基于光纤回归反射能量衰减技术的生物量浓度在线测量方法。由于在生化反应过程中常伴随着生化产热以及环境温度的改变,从而给传感器测量带来误差。为了消除温度信号对测量结果带来的误差,通过在传感器单元中引入温度补偿臂,消除温度信号对待侧信号的影响。实验表明:该传感器实现了生物量浓度的在线测量;同时,通过引入温度补偿臂消除了温度变化对生物量浓度测量的影响,从而真正实现了生物量浓度的准确在线测量。     

模拟开关MAX4590在测温电路中的应用

<正> 在热电阻式温度传感器的测温电路中,一般将传感器组成电桥,并用恒压源为电桥供电,根据电桥的输出电压来确定所要测量的环境温度。由于电阻的热效应限制,电桥电源的幅值不能过高,否则将影响测量精度,甚至可能造成传感器的损坏。电桥输出的电压通常很小,需要进行放大处理;另外,电桥的输出电压与热电阻的电阻值不是绝对的线性关系,还需要增加硬件或软件进行线性化处理。随着测量回路数量的增多,系统的成本及功耗也将成为一个不容忽视的问题。下面介绍一种简单的测温电路,可以有效地解决上述问题。 由于电阻的热效应,热电阻(电阻值从1Ω到几千欧姆不等)的工作电流都有一定的限制,而热电阻的温度系数小于0.67％/℃,即对于电阻值为100Ω的热电阻,温度变化1℃,     

基于Pt100铂电阻远距离传输的传感系统实现

当测量的主机与传感器通过远距离导线传输信号,导线本身就是电阻,会随着传榆距离及温度的变化而呈现不同的阻值。做为桥电路采集部分,传统的精度为万分之一精度精密电阻都是采用绕线直插的形式,温漂系数最少要几十个ppm／℃,这样在传统的温湿度桥电路采集中差分信号与实际有很大偏差,对采集端的桥电路将产生影响,这需要控制端具备修正算法来解决这一突出问题。本系统通过在传感器端实现控制电路部分,采用贴片式Pt100精密电阻替代传统线绕式精密电阻实现了对温、湿度准确测量。     

基于三线制的高精度热电阻测量电路设计

针对使用中出现的三线制平衡电桥温度测温不准确问题,提出了一种与测量导线电阻无关的恒压分压式三线制热电阻测温方法.在分析了三线制平衡电桥法的基础上,提出了测量电路模型,描述了消除导线电阻的测量方法,分析了提高测量精度的措施,推导出了数字校准公式.使用通用运算放大器OP07与14位分辨率双积分型A/D转换器ICL7135设计了简洁的输入检测电路.经实验验证,该电路对于Pt100热电阻,导线电阻在0～20 Ω范围内,热电阻测量误差将优于±0.1%.     

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。     

传感器测量电路中温度补偿方法及原理分析

在传感器测量电路中,温度是影响传感器特性的重要因素。由于传感器实际工作环境的温度变化幅度很大,需要采用温度补偿技术来抑制环境温度对传感器特性的影响。本文针对惠斯通电桥压力传感器温度补偿电路及霍尔传感器温度补偿电路中的温度补偿方法进行原理分析,以期达到在其他传感器测量电路中能够选择合适温度补偿方法的目的。     

针对基于陶瓷衬底的风速传感器的热不对称特性补偿研究

提出一种基于陶瓷衬底制备的风速风向传感器的设计,芯片结构中设置了1个中心加热电阻,1个中心测温电阻和4个温度分布检测电阻,并引入了4个辅助加热电阻,用于对芯片的功率分布进行再分配.在传感器制备过程中,对于封装造成的芯片表面热分布的不对称特性,能够利用辅助加热元件对芯片进行功率再分布以补偿,进而抵消掉由于热不对称造成的芯...     

应变测量系统误差分析

电阻应变式传感器在实际工程中应用较广。介绍影响电阻应变式传感器精度的一些因素,并对其在实际应用中可能出现的问题进行全面细致的分析。分析电测试验中应变片粘贴质量、非线性及导线长度、温度、不同组桥方式对测试结果所产生的影响,修正了导线电阻引起的误差,大大提高了测量精度,得出了应变电测试试验中减小误差的方法。     

一种应用于WIA-PA收发机的高精度抗温度工艺偏差的CMOS 信号功率指示器

本文针对工业无线传感网WIA-PA标准设计出一款应用于WIA-PA收发机中的高精度抗温度工艺偏差的CMOS 接收信号功率指示器。本文提出信号功率指示器的采用TSMC 0.18 um 1P6MRF CMOS工艺流片,有效面积为0.24mm2。经测试,本文提出的信号功率指示器在输入信号从-70dBm到0dBm(50欧电阻匹配),线性误差在±0.5 dB以内,动态范围为70dB,检测灵敏度为12.1mV/dB,相应的输出电压从0.81V变化到1.657V。在1.8V电源供电情况下,整体功耗不超过2mA。进一步,本文提出的信号功率指示器中集成的修调和补偿电路,使得最大线性误差在-40到85度内不超过±1.5 dB,工艺角引起的线性误差不超过±0.25 dB。该功率检测器体现出良好的抗温度和工艺偏差的性能。     

用于功率放大器的随温度可调负压偏置电路

设计了一种应用于GaN功率放大器栅极调制的随温度可调负压偏置电路。电路由电压基准模块、温度传感器模块、比较器阵列以及误差放大器及其对应的功率管与反馈电阻等组成,通过基准电压与温度传感器输出电压的比较,输出数字控制信号到反馈电阻中的可变电阻模块,改变可变电阻阻值进而改变电路输出电压,实现芯片电压随温度可调。电路结构简单、易于实现、应用方便,同时电路中引入了修调电阻结构,极大提高了基准输出精度。电路芯片面积为1.10 mm×0.64 mm,采用0.5μm CMOS工艺进行了流片并完成了后期测试验证。结果表明,芯片可实现输出电压的随温度可调,有效解决了GaN功率放大器在相同的栅极偏置电压下输出功率随温度升高而减小的问题。     

基于AT89S52的温度控制系统设计

文章所设计的温度控制器以AT89S52单片机为核心控制单元,用温度传感器DS18B20采集散热片表面温度,采用TIP122来构成水泥电阻和风扇的驱动电路。将由温度传感器DS18B20采集到的实际温度数据与设定温度数据进行比较,得到的误差经PWM补偿网络调整后反馈到驱动电路控制端,实现水泥电阻对散热片的加温和风扇对散热片的降温,从而对散热片表面温度进行准确的显示及控制,散热片表面温度控制误差小于1％。     

光谱吸收法光纤甲烷传感器性能的研究

针对单光源光谱吸收法检测甲烷气体体积分数存在很多测量误差现状,本文首先分析了用发光二极管(LED)做光源时驱动电流抖动造成的测量误差,提出了补偿此电流抖动误差以及测量环境背景光干扰误差的双波长测量方法,简述了其测量原理,重点针对双波长方法从理论上推导了其测量误差通用公式,在此基础上分析井数值模拟了温度变化导致的测量误差,给出了减小双波长温度测量误差建议。研究结果对于其他强度调制型光纤传感器具有普遍的适用价值。     

深低温大功率电阻阵列封装结构研究

电阻阵列的封装需求向着集成度高、大功率、深低温方向发展。为了满足130 K以下低温工作、稳态功率100 W以上的深低温应用需求，提出了一种利用液氮进行制冷的集成封装结构，并利用有限元仿真和实测验证相结合的方法验证了装置的制冷能力。结果表明，热沉钼与陶瓷电极板的厚度均为2 mm的情况下，加热功率在0.1~192.76 W区间内，有限元仿真得到的温度与实测温度最大误差小于7.67%，引起误差的主要原因是封装结构件的体热阻及界面热阻随温度发生变化而仿真时采用恒定热阻。结构能够在加热功率小于211.90 W的工况下正常工作。在设计的100 W稳定加热工况下，芯片衬底温度不高于101.9 K，热应力为5.66 MPa，满足设计要求。     

随钻测斜仪研究与实现

随钻测斜仪是现代定向钻井工程中重要的测量设备,它能在不间断钻井过程的条件下准确、可靠、实时地测量井斜、方位、工具面等参数,井斜测量的实时性、准确性是保证自动垂直钻井中控制井斜精度的关键因素之一,但高温、高压等复杂的工作环境导致了传感器输出的非线性,直接影响测斜仪的工作性能。本文提出了一种基于单片机与CAN总线的随钻测斜仪,文章重点阐述了测斜仪的硬件结构及电路原理,并介绍了信号采集及传感器补偿的程序实现,通过井斜测量的实验,证明该系统的井斜测量误差△INC≤±0.1°;方位测量误差△Az≤±1.0°,测量精度满足现场实际的测量要求。     

WZP型铂电阻温度传感器Pt1000信号的线性化处理

在分析工业生产和科学研究中广泛使用的WZP型铂电阻温度传感器Pt1000输出特性的基础上,采用恒流源的方法,通过在运放同相输入端增加调整电压、增加输出级放大电路、在电路中设置可变电阻、使用高精度稳压电源等措施,设计出温度传感器Pt1000信号处理综合电路,该电路有效解决了温度传感器信号变换过程中的非线性和信号补偿问题。     

一种恒流源驱动的高精度温度测量系统设计

为提高温度测量精度,利用REF200提供的0.4mA恒定电流驱动串联的四线制温度传感器PT1000和精密电阻,在传感器和精密电阻两端分别提取电压信号并对其进行调理,通过高精度AD7712对所得到的电压信号进行放大和A/D转换,设计了一种高精度温度测量系统。为了减小高精度温度测量中铂电阻非线性所引起的误差,在上位机中对数字信号进行了最小二乘法算法处理。测试结果表明,该系统稳定可靠,其随机误差和系统误差均小于0.1℃,实现了高精度温度测量。