一种低温度系数高阶补偿基准电压电路设计

基准电压对模拟系统的性能与精度有着至关重要的影响.一般的曲率补偿仅能消除与温度相关的二阶项,难以满足某些电路对高精度的要求.现有的电路存在温度系数较高的问题,亟须对更高阶进行补偿.本文提出了一种新的高阶曲率补偿方法,通过利用CMOS晶体管亚阈值特性设计,成功实现了一种低温度系数电压基准电路.该方法首先利用两个不同温度系数的电流流过相同的亚阈值区CMOS晶体管,产生两个具有不同温度特性的栅源电压.然后,通过对这两个不同温度特性的栅源电压进行相减,产生对数电压,并与一阶补偿电压进行加权叠加,从而实现高阶补偿.为了提高电源抑制比(PSRR),该电路采用了高增益负反馈回路,避免了传统电压基准电路中放大器的使用,进一步地降低了功耗.本设计基于0.18μm CMOS工艺,在Cadence软件下完成电路设计、版图设计与仿真验证.仿真结果显示,该电路正常工作电压范围为1.6~3 V,在2 V的工作电压下,基准电压输出295 mV,在-45~125℃范围内温度系数为1.26 ppm/℃,PSRR为51.1 dB@1 kHz,最大静态电流为8.9μA.结果表明,该基准电压电路能够满足高精度集成电路系统的需求.

负温度系数区域内RP-3喷气燃料表征燃料化学反应动力学分析

为探究喷气燃料(RP-3)在不同条件下负温度系数(NTC)区域内的反应路径、敏感反应以及小分子基元团的影响规律,以CRECK小分子详细机理为核心,基于解耦法耦合正十二烷、正丁基环己烷、正丁基苯简化机理,构建得到RP-3多组分表征燃料化学反应动力学详细机理;并在不同压力、燃料/空气质量比工况下对其NTC区域内的燃烧过程进行了敏感性分析、组分含量变化分析以及组分间交互作用路径分析。结果表明:NTC区域内反应H_(2)O_(2)(+M)=2OH(+M)(M为反应中第三体)是最重要的着火促进反应;不同反应条件下O_(2)、CH_(4)、C_(2)H_(4)的陡降时刻与CO_(2)的激增时刻均与燃料的着火延迟期表现出极高的吻合度;压力与燃料/空气质量比的改变仅会影响反应路径的占比。

沥青路面路表弯沉温度及湿度修正系数的定量化探讨

路表弯沉值是反映路面整体承载能力的关键指标,温、湿度系数的合理修正是准确评定路表弯沉的重要保障。针对现有规范《公路工程质量检验评定标准第一册土建工程》(JTG F80/1—2017)和《公路沥青路面设计规范》(JTG D50—2017)在评定沥青路面弯沉时,对温、湿度修正系数的确定存在主观性及指导性不足的问题,通过借鉴贝克曼梁法温度修正模型、调查路基平衡湿度状况以及利用路基回弹模量值与路基饱和度关系模型,提出了沥青面层中点温度、平衡湿度状态下路基回弹模量和检测时路基回弹模量的取值方法,并进一步计算出温、湿度修正系数。结果表明:1)通过调查路基填料和路基干湿状态,并利用相关模型,可实现沥青路面路表弯沉温、湿度修正系数的定量化确定;2)计算出的修正系数可消除温、湿度对实测路表弯沉值的影响,可用于实际沥青路面弯沉的验收评定。

不同因素对各类型晶体硅光伏组件温度系数的影响研究

以7种不同类型的晶体硅光伏组件作为研究对象,通过温度系数测量实验,针对光伏组件老化、太阳电池技术、太阳电池尺寸、光伏组件类型等因素对晶体硅光伏组件温度系数的影响进行了分析研究。首先研究了常规老化多晶硅光伏组件的温度系数,然后探讨了双面单晶硅光伏组件温度系数测试方法的具体要求,最后对比分析了采用不同太阳电池技术和尺寸封装的不同类型单晶硅光伏组件的温度系数。研究结果表明:1)在光伏电站现场使用过的常规老化多晶硅光伏组件的温度系数依然保持稳定;2)使用门框内表面为黑色的瞬态太阳光模拟器对双面单晶硅光伏组件进行温度系数测试时,可以不必对光伏组件背部进行遮挡;3)并串结构的半片单晶硅光伏组件的温度系数与太阳电池尺寸、单面或双面发电无直接关系;4)PERC、TOPCon单晶硅光伏组件的温度系数虽然存在一定的差异,但总体来看差异不大。

金属电阻温度系数测定的实验技术改进

实现准确控温是金属电阻温度系数测定的关键。本文基于PTC加热片、单片机、温度传感器、金属空腔等组成温制装置,实现对漆包铜线的加热、控温和测温,改进后的实验装置温控准确,实验数据线性性好,线性相关系数R 2达到0.999以上,且更接近于理论值。

变温条件下小菜蛾对不同温度效应杀虫剂敏感性的变化

为了明确变温环境条件对小菜蛾药剂敏感性的影响,本研究采用食料浸渍法比较了环境温度变化下四氯虫酰胺(正温度效应杀虫剂)和溴虫腈(无温度效应杀虫剂)处理对小菜蛾药剂敏感性的影响;模拟田间变温条件,研究这两种杀虫剂不同施药时间对小菜蛾毒力的影响。结果表明,四氯虫酰胺施药前,15、25、35℃预处理24 h,其35℃下温度系数分别为+28.53、+25.84和+18.77,均表现为显著的正温度效应,但温度系数随预处理温度上升而降低。溴虫腈在15℃预处理24 h,对小菜蛾表现为弱正温度效应,25℃和35℃下预处理均无温度效应。表明药剂处理前温度变化会影响杀虫剂的温度效应。在模拟田间变温的情况下,四氯虫酰胺经过高温预适应后于16:00(30℃)对小菜蛾的毒力最高(0.41 mg/L),显著高于清晨6:00(22℃)持续低温时的毒力(32.33 mg/L),毒力差异倍数高达78.85倍。一天中无温度效应杀虫剂溴虫腈的毒力受温度变化的影响较小。本研究为利用杀虫剂的温度效应指导田间高效防治小菜蛾提供了依据。

基于空耦超声激励的微结构模态频率温度特性研究

为了研究微悬臂结构弯曲振动模态频率的温度特性,首先针对各向异性材料的等截面矩形微悬臂结构建立了其各阶模态频率温度系数的理论模型;然后搭建了包括激光测振单元、空耦超声激励单元和温度控制单元的非接触式微结构动态特性测试系统;最后利用所搭建的测试系统分别对等截面矩形单晶硅微悬臂梁在室温~300℃时的动态特性进行了测试,获得了微悬臂梁前三阶弯曲振动模态频率随温度的变化规律和频率温度系数。研究结果表明,单晶硅微悬臂梁前三阶弯曲振动模态频率随着温度的升高而呈近似线性的减小,并且微悬臂梁前三阶弯曲振动模态具有几乎相同的频率温度系数,其中一阶模态频率的温度系数为-2.18×10-5/℃,二阶模态频率的温度系数为-1.91×10^(-5)/℃,三阶模态频率的温度系数为-2.01×10^(-5)/℃,前三阶模态频率温度系数的测试结果与理论模型预测值的偏差分别3×10^(-7)/℃,3×10^(-6)/℃和2×10^(-6)/℃。

永磁体剩磁温度系数检测传感器的研究与设计

设计了一种基于磁致伸缩效应的永磁体剩磁温度系数测量装置。采用非绝热条件下的输出电压模型来计算不同温度下偏置磁场的大小。基于该模型,对3种不同牌号的钕铁硼永磁体的剩磁温度系数进行了测量。结果表明:在工作温度范围内,N38M和N40H牌号的永磁体的剩磁温度系数测量结果与对应牌号永磁体给定的范围一致;N48SH牌号的永磁体剩磁温度系数测量结果与该牌号给定范围有6.9%的偏差,重复测量存在2.5%的相对误差,该传感器目前可用于120℃以下永磁体剩磁温度系数的测量。

基于结构设计的陀螺加速度计温度系数补偿方法

针对液浮陀螺加速度计内部温度变化对仪表性能影响明显的问题,通过降低仪表一次项温度系数来减小仪表误差。首先分析液浮陀螺加速度计一次项温度系数的作用机理和计算方法,提出了一种基于结构设计的温度系数补偿方法:在浮子结构上去除一定量的体积,调整浮子的质心和浮心到中心的距离,使得浮油产生的浮力随温度变化,补偿仪表摆性温度变化率和角动量温度变化率的不匹配量。其次对某型陀螺加速度计浮子结构进行补偿设计,并对补偿前与补偿后的温度系数进行实验验证,温度系数由补偿前的-1.04×10^(-5)/℃降低至补偿后的9.39×10^(-7)/℃。实验结果表明,在同等温控精度条件下,采用结构设计补偿温度系数的方法可将温度系数降低一个数量级,这对液浮陀螺加速度计的精度提升具有一定的工程应用价值。

一种基于开关电容的高精度低温度系数振荡器

在分析传统环形振荡器的基础上,提出了一种基于开关电容的高精度低温度系数环形振荡器。采用了带开关电容电路的频率负反馈架构,使得输出频率的精度与其温度系数仅取决于外部设定电阻与片上电容,通过合理选择外部设定电阻,即可实现高精度、低温漂的时钟输出。设计的高精度低温度系数的环形振荡器采用0.6μm标准CMOS工艺设计。仿真结果显示,当输出频率为5 MHz时,输出频率误差≤1.74%,频率温度系数≤8.11×10^(-5)/℃。

微波介质材料谐振频率温度系数调控的研究现状与展望

无线通信技术的发展离不开微波介质材料。温度稳定性是微波元器件的主要性能参数之一,近零的谐振频率温度系数(τf)可以减少中心谐振频率的漂移。众多国内外学者已经从固溶、复合、叠层等手段对谐振频率温度系数进行了深入研究。本文重点从谐振频率温度系数的调控手段方面,介绍了氧八面体倾斜/畸变、键价等相关理论,分别综述了国内外学者在谐振频率温度系数调控领域的研究进展,对各调控方法的特点进行了详细阐述,最后展望了近零谐振频率温度系数相关研究的发展方向和开放性课题。

温度对石墨烯真空标准漏孔漏率的影响研究

石墨烯真空标准漏孔是基于石墨烯衍生材料研制的新型真空标准漏孔,其漏率下限低于一般的石英渗氦型标准漏孔,可用于超灵敏度检漏系统的校准。基于石墨烯的材料特性,石墨烯真空标准漏孔的漏率会随温度变化。本文针对温度对石墨烯真空标准漏孔漏率的影响进行了研究,通过测量漏孔在不同温度环境下的漏率,得到该种漏孔的温度系数与变化规律。研究结果表明,石墨烯真空标准漏孔的漏率随温度呈线性变化,且温度系数低于2.5%/℃。

干涉测量数据采集设备时延的温度效应

干涉测量是一种被动测量手段,是目前角分辨率最高的天文观测手段,且不占用星上资源,广泛应用于天文学、测地学和深空导航领域。提高干涉测量的一个重要途径是精确测定干涉测量仪器的系统误差,数据采集设备时延是其重要组成部分,目前干涉测量的时延测定精度可达到亚纳秒级水平,对设备时延有更高的精度要求。本文利用实际观测的数据研究数据采集设备的设备时延,分析室内温度、设备温度与该设备时延的相关性,建立设备时延与设备温度之间的数学模型,并对设备时延进行修正。试验结果表明:该数据采集设备的设备时延变化与设备温度呈线性关系,通过本文方法修正后,在温度控制单元没有开启情况下(设备温度变化大),精度改善可达60%以上,温度控制单元开启情况下(设备温度变化不大),精度也会有所改善,达10%左右。

轴向应变放大式谐振温度传感器研究

试验机专用改装系统成为开展民机适航、审定试飞的重要手段之一。为进一步提升系统性能,满足高精度高可靠性要求,该文提出一种基于轴向应变放大结构的谐振式温度传感器。基于应变放大结构建立频率-温度模型,推导频率温度系数作为衡量灵敏度的物理量。为降低理论模型与仿真模型的相对误差,该文进行仿真分析与误差修正,将二者误差降低至0.5%。测试结果表明,当外界温度在273~293 K范围内变化时,器件的频率温度系数为13104×10^(−6)K^(-1),仿真结果为12935×10^(−6)K^(-1),二者相比,相对误差为1.3%。与以往谐振式温度传感器比较,相对灵敏度最大提高了83倍。该结构可用于高灵敏度谐振式温度传感器的优化设计,满足试验机改装系统的应用需求。

BaTiO_(3)基正温度系数热敏陶瓷研究现状及应用

正温度系数(positive temperature coefficient,PTC)热敏陶瓷是一类关键电子功能陶瓷,因其优异的特性在加热元件、传感器、电路保护器、温度控制器、电器消磁等领域都有广泛的应用。BaTiO_(3)作为主体材料制备的正温度系数热敏电阻(positive temperature coefficient thermistor,PTCR)是目前用量较大的一类正温度系数元件,具有重要的研究意义。本文阐述了正温度系数热敏材料的分类及其优缺点,介绍了正温度系数效应、热敏机理及BaTiO_(3)基正温度系数材料的半导化原理,综述了BaTiO_(3)基正温度系数热敏陶瓷国内外研究现状,分析了移峰剂、施主掺杂、受主掺杂、烧结工艺等因素对BaTiO_(3)基正温度系数热敏陶瓷的影响,总结了正温度系数热敏元器件的应用原理及其在相关领域的应用,并对正温度系数热敏陶瓷的无铅化进行了展望。

烧结温度对ZnO陶瓷线性电阻温度系数的影响

采用传统的ZnO+MgO+Al_(2)O_(3)+SiO_(2)配方体系氧化锌线性电阻,探究了烧结温度对氧化锌基线性电阻的电阻温度系数和微观结构的影响。实验结果显示,随着烧结温度的降低,电阻值由毫欧级提高到欧姆级,当烧结温度在1340℃时,其电阻温度系数是完全的负数;烧结温度在1320℃时,电阻温度系数由负转正;当烧结温度降至1280℃时,电阻温度系数完全转为正系数。

硅微机械陀螺同相信号的温度系数研究

同相信号的温度系数是影响硅微机械陀螺零偏温度漂移的主要原因。同相信号温度系数理论模型的建立可以为降低陀螺在温度环境中零偏漂移提供理论指导。本文从硅微机械陀螺的多层封装结构入手,结合陀螺自身的特征以及同相信号产生机理建立了同相信号温度系数的理论模型,根据该理论模型得到同相信号的温度系数为2170ppm/℃。将封装后的硅微机械陀螺置于不同温度条件下进行测试,测试结果表明同相信号的温度系数为1870 ppm/℃,测试结果和理论的误差为16%。结果表明,同相信号温度系数的理论模型是可靠的,可以为降低硅微机械陀螺零偏温度漂移的提供实际指导。

输运系数依赖温度的可压缩辐射流体解的整体存在性

该文主要研究了当粘性系数λ和热传导系数κ依赖于温度θ,即λ(θ)=θ^(α),κ(θ)=1+θ^(β),其中α∈[0,+∞),β∈(2,+∞)时,带有辐射项的可压缩Navier-Stokes方程解的全局存在性和非线性稳定性.在关于参数α和初值的某些假设下,该文得到了强解的全局存在唯一性.此外,在基于时间的一直估计下,本文还证明了解的非线性指数稳定性.需要指出的是,如果α较小,并且增长指数β任意大,则初值可以任意大.

高强钢丝表面封装FBG传感器的温度响应研究

为解决桥梁缆索高强钢丝表面封装光纤光栅应变传感器(HSW-FBG传感器)的温度修正问题,建立HSWFBG传感器的温度响应模型并推导其温度灵敏度系数计算公式,基于正交试验设计并制作9根HSW-FBG传感器,通过水浴试验对传感器的温度响应进行了验证与分析。结果表明:FBG传感器在封装后其温度灵敏度系数出现了较大变化,通过水浴试验验证了HSW-FBG传感器的温度灵敏度系数计算公式的准确性;通过影响参数分析及极差分析,温度灵敏度系数的影响顺序由主到次依次为基体热应力系数、光纤初始波长、封装材料热应力系数、封装层横截面面积,其中基体材料对HSW-FBG传感器温度响应具有决定性作用。HSW-FBG传感器的温度响应研究结果将为其工程应用打下坚实的基础。

一种低温度系数的高精度带隙基准源设计

随着集成电路行业的发展,无线通信设备对电源稳定性的要求越来越高。在这种需求下,针对低温度系数高PSRR的基准源展开设计,在设计中采用折叠式共源共栅设计结构和零温度系数的补偿电路。基于中芯国际0.13μmCMOS工艺,使用cadence仿真软件进行优化。结果表明,在温度范围为-40℃~85℃之间,设计的高精度带隙基准源能够实现6.44 ppm/℃温度系数输出,电源抑制比为-90.25 dB,功耗为0.09 mW。