组合式有源传感器状态监测与容错控制研究

针对传统传感器状态监测方法准确性不高的问题,提出一种组合式有源传感器状态监测与容错控制方法。该方法分为2个部分:前一部分进行传感器状态监测,包括状态信号去噪处理、小波包能量熵特征提取以及利用参数优化后的概率神经网络识别传感器健康状态3个步骤;后一部分设计容错控制模型,以状态监测结果为参考,切换控制策略,实现容错控制。实验结果表明:与其他3种传统方法相比,在该方法控制下容错控制误差在±1 r/min,波动较小,控制效果更优。

压电晶片有源传感器疲劳裂纹声发射检测

为对具有多样性和复杂频谱特征的金属薄板中疲劳裂纹声发射(AE)波形进行研究,在疲劳加载机的作用下,对高强度铝合金2024—T3结构进行了疲劳损伤试验。在试样上安装AE换能器,获取相应疲劳损伤源信号。在接收到疲劳荷载下工件中的损伤源信号后,对其波形信息进行分析。实验结果表明,压电晶片有源传感器(PWAS)可以成功地应用于高强度铝合金损伤演化进程中AE的原位检测。波形信息显示,不同负荷下AE信号可以分为不同组,基于AE波形的分析可以提供金属疲劳的综合信息。

微波固体有源传感器研究

本文讨论微波固体源作为测量电量、非电量有源传感器的工作原理。指出频带反射高Q腔稳耿氏振荡器适于作为有源传感器,用它取样测量电容介质(ε_τ(?)2～3)薄膜的厚度,量程:200μm,分辨率≤±0.1μm,介质微扰稳频腔产生的振荡器频偏⊿f与其厚度d具有很好的线性关系。频偏的实验值与微扰方法计算值吻合良好。

基于CMOS集成有源传感器的新型高能物理粒子轨迹追踪器

本文研究了一个采用标准0.35μm CMOS工艺制造的新型高能物理粒子轨迹追踪器.这个新型的追踪器运用CMOS有源像素传感器技术(CMOS Monolithic Active Pixel Sensors,MAPS)将信号的探测与处理电路集成在一起,在像素的内部实现了相关双次采样操作(Correlated Doubled Sampling,CDS).实验芯片包含一个128行×32列的像素矩阵,其中,像素的大小为25×25μm2.通过采用放射源55Fe的测定,得到像素的等效输入随机噪声(Temporal Noise)仅为12个电子而固定噪声(Fixed Pattern Noise,FPN)仅为4个电子.传感器的电荷-电压转换系数(Charge-to-Voltageconversion Factor,CVF)为60μV/e-.测试中,芯片的信号读取速度达到了12μs/帧.

压电晶片有源传感器的声发射特性研究

针对传统商用声发射(AE)传感器在高频区域信噪比较低的缺点,提出一种使用压电晶片有源传感器(PWAS)来检测疲劳裂纹产生的AE信号的新方法.对PWAS和商用S9225传感器进行AE疲劳实验对比,结果表明,在频率小于200 kHz时,两种传感器捕获到了非常相似的AE信号,在频率大于200 kHz时,PWAS捕获的声波信号大于0.2 dB,而商用S9225传感器的信号幅值小于0.1 dB.研究结果表明,PWAS成功捕获了疲劳裂纹产生的AE信号,并且在高频区域比商用AE传感器(S9225)具有更好的信噪比.

有源传感器系统用于自动交会与对接

ＮＡＳＡ马歇尔空间飞行中心研制出一种有源传感器系统，视频引导传感器（ＶＧＳ）提供近距离相对位置和姿态数据。ＶＧＳ是交会与对接系统的一部分。ＶＧＳ确定有源传感器和无源目标间的相对位置和姿态（在全部六个自由度中）。它利用激光二极管照射目标中的后向反射器来工作，固态摄像机探测目标后向反射器的回波，帧捕获器和数字信号处理器把视频信息转换为相对位置和姿态。当前传感器设计是几年业开发与试验的结果。

对于CMOS有源传感器的分析与研究

CMOS图像传感器是一种新的摄像器件。具有结构紧凑、供电简单、成本低廉等优点。本文认识比较其CMOS图像传感器的优越性，分析感光结构性能和CMOS有源像素传感器APS列选电路的研究。

钝化层及P型基底结构优化对电子轰击型有源传感器电荷收集效率影响的研究

为获得高增益的电子轰击型有源传感器(EBAPS),对EBAPS成像器件中电子倍增层的电荷收集效率的影响因素进行了研究。基于载流子输运理论,采用蒙特卡罗方法研究了钝化层种类、厚度、入射电子能量、P型基底厚度和掺杂浓度对二次电子分布及收集的影响。结果表明:为提高入射电子的入射深度进而提高电荷收集效率,宜采用密度小的SiO_(2)作为钝化层;为了减少钝化层对倍增电子的复合进而提高电荷收集效率,宜降低钝化层厚度和提高入射电子能量;为了降低倍增电子扩散过程中载流子的复合进而提高电荷收集效率,宜降低P型基底的厚度和掺杂浓度。

有源光纤式流量传感器的研究进展

光纤式有源流量传感器是近年来发展起来的一种基于光纤传感技术、流量检测技术的新型流量传感器.目前,主要将金属薄膜的光热转换效应或电阻的热效应与光纤及光纤光栅的温度、应力特性(在流体环境下光的强度、频率、波长及相位等受温度、应力调制的特性)相结合并制得一类新型的光纤有源流量传感器,包括光纤光栅点式及光纤散射(布里渊、瑞利)分布式有源流量传感器.通过文献综述的方式来介绍有源光纤式流量传感器的工作原理、种类及其研究进展,旨在为今后研究提供方法.

纳米发电机作为可持续性电源与有源传感器的商业化应用

纳米发电机属国际首创,拥有自主知识产权,将带来新能源领域划时代的突破,为中国科技创新发展提供技术引领和科技支撑.本文简述了其作为可持续电源与有源传感器的应用前景.

基于多纵模掺铒光纤激光器的有源曲率传感器设计(英文)

提出了一种基于多纵模掺铒光纤激光器的有源曲率传感器,并对传感器进行了理论设计.通过将掺铒光纤粘贴于简支梁并采用拍频解调的方式对曲率参量进行传感.利用5次多项式拟合拍频与曲率半径的理论关系曲线表明该传感器的R^2达到了0.999 94,说明设计符合实际应用场合的需要.

多视角视觉任务的有源传感器规划

大约在20年前人们第一次对有源传感器规划问题进行了讨论，此后该问题得到了人们越来越多的重视。这是因为有许多高级机器人可以利用，同时为了从不同的角度获得三维可视信息，许多任务要求主动行为，有源传感器规划能够以可控制的方式巧妙地处理传感参数并且完成主动行为。例如主动传感、主动布局、主动校正、主动模型构建、主动照明等。主动视觉感知是完成这样的视觉任务的基本手段，该任务需要意识的行动。

0.5μm工艺CMOS有源像素传感器的总剂量辐射效应

采用60Co-γ射线对某国产0.5μm CMOS N阱工艺CMOS有源像素传感器(APS)的整体电路和像素单元结构进行了电离总剂量辐射效应研究,重点考察了器件的饱和输出信号、像素单元输出信号、暗信号等参数的变化规律。随着辐射剂量的增大,饱和输出信号逐渐减小且与像素单元饱和输出信号变化基本一致;暗信号随总剂量的增大而显著增大。研究结果表明,0.5μm工艺CMOS APS电离总剂量辐射效应引起参数退化的主要原因是光敏二极管周围的整个LOCOS(Local oxidation of silicon)隔离氧化层产生了大量的辐射感生电荷。

CMOS有源像素传感器的中子辐照位移损伤效应

为研究空间高能粒子位移损伤效应引起的星用CMOS图像传感器性能退化,对国产CMOS有源像素传感器进行了中子辐照试验,当辐射注量达到预定注量点时,采用离线的测试方法,定量测试了器件的暗信号、暗信号非均匀性、饱和输出电压、像素单元输出电压等参数的变化规律。通过对CMOS图像传感器敏感参数退化规律及其与器件工艺、结构的相关性进行分析,并根据半导体器件辐射效应理论,深入研究了器件参数退化机理。试验结果表明,暗信号和暗信号非均匀性随着中子辐照注量的增大而显著增大,饱和输出电压基本保持不变。暗信号的退化是因为位移效应在体硅内引入大量体缺陷增加了耗尽区内热载流子产生率,暗信号非均匀性的退化主要来自于器件受中子辐照后在像素与像素之间产生了大量非均匀性的体缺陷能级。另外,还在样品芯片上引出了独立的像素单元测试管脚,测试了不同积分时间下像素单元输出信号。

CMOS有源图像传感器的最新研究进展

由于CMOS有源图像传感器在单片集成、系统功耗、价格以及微型化方面都大大优于CCD,近年来得到较快进展,特别是其抗辐射的性能,使其在空间应用方面尤其具有优势。介绍了CMOS有源图像传感器的原理、性能和研究进展,重点介绍了在空间领域,特别是星敏感器中的研究进展和应用现状。

CMOS有源像素图像传感器的电子辐照损伤效应研究

对某国产CMOS图像传感器进行了两种不同能量的电子辐照试验,在辐照前后及退火过程中采用离线测量方法,考察了暗信号、饱和电压、光谱响应特性等参数,分析了器件的电子辐照效应损伤机理。结果表明:暗信号和暗信号非均匀性都随着辐照剂量的增加及高温退火时间的延长而增大;饱和电压在两种能量电子辐照下均出现较大幅度的减小,并在高温退火过程中有所恢复;光谱响应特性无特别明显变化。经分析,暗电流、饱和电压的变化主要由辐照诱发的氧化物陷阱电荷导致的光敏二极管耗尽层展宽和界面陷阱电荷密度增大导致产生-复合中心的增加所引起。

一种基于新颖的CMOS有源像素图像传感器的微型星敏感器成像系统的实现方法

下一代星敏感器将向着小型化、低成本、低功耗的方向发展，以往的基于 ＣＣＤ图像传感器的成像系统由于受自身因素的制约，难以满足其发展需求．文中介绍了一种基于新颖的ＣＭＯＳ有源像素图像传感器的ＵＳＢ数字成像系统的设计实现，通过对实现的系统模型进行测试和分析，得出结论：即基于 ＣＭＯＳ有源图像传感器的成像系统完全有能力作为下一代星敏感器的光电探测器件，从而为微型星敏感器成像系统的实现提供了一种切实可行的方案．

光电二极管有源像素CMOS图像传感器固定模式噪声分析

在研究有源像素工作机理和制作工艺的基础上,分析了固定模式噪声的产生机制以及对输出信号的影响,建立了噪声产生模型,得出了噪声影响的定量计算的公式。提出了通过优化电路和版图设计抑制电路固定模式噪声的方法。对于无法通过电路设计消除的噪声,提出了双采样电路抑制方法。研究结果对于设计低噪色有源像素具有指导意义。

有源像素传感器恒星探测极限计算方法(英文)

恒星探测极限是星跟踪器的一个关键参数,在导航星库的建立和星图识别过程中起着重要作用。根据恒星辐射模型和CMOS有源像素传感器的噪声计算模型,提出了一种在给定信噪比和有源像素传感器噪声条件下,计算星跟踪器恒星探测极限的方法。该方法利用单位时间内、单位面积上有源像素传感器对0星等恒星的响应来求取恒星探测极限。最后,在信噪比为8的条件下,结合星跟踪器的有关参数给出了一个计算恒星探测极限的具体实例。

光电二极管型CMOS有源图像传感器读出电路设计验证

分析了传统的光电二极管型CMOS有源图像传感器读出电路的优缺点;系统阐述了读出电路的设计;并基于开关电容同相放大器,给出一种结构简单、可有效抑制固定模式噪声的列读出电路,电路只需一条支路;HSpice环境下验证了读出电路的设计,结果表明达到了设计要求。系统具有动态范围高、读出速度快的特点。同时分析了电容工艺精度的影响,从中得到如下结论:电容工艺精度越高,噪声的抑制效果越好。