传感器常用材料电子束焊接研究现状综述

1Cr18Ni9Ti不锈钢、316L不锈钢、TC4钛合金和2A12铝合金是传感器最常用的材料。电子束焊接由于焊接速度快、可焊材料多、具有保护性等特点,是传感器生产制造过程中常用的焊接方法。本文介绍了传感器常用材料的电子束焊接研究现状,对1Cr18Ni9Ti不锈钢、316L不锈钢、TC4钛合金和2A12铝合金电子束焊接接头的显微组织、力学性能、焊缝强化方式进行了综述,并对传感器常用材料的电子束焊接前景进行了展望。

类金刚石碳膜导电材料设计与制备工艺技术研究

当传感器工作时,电刷与电阻体始终处于滑动接触和摩擦的状态,长期工作会导致涂覆的电阻薄膜磨损严重,直接影响传感器的使用寿命。为了提高传感器的可靠性,增强传感器电阻敏感元件的耐磨性,本文提出了一种类金刚石碳(DLC)膜导电材料设计与制备工艺技术。在氧化铝基片陶瓷上,采用双靶共溅射的工艺,通过精确地控制溅射条件,获得均匀且致密的类金刚石膜,在满足高精度与小型化要求的同时,增强异质材料长期工作的稳定性。

温盐深传感器的研究进展与发展趋势

在气象观测、航海、海洋资源开发和海洋国防建设等领域,温度、盐度和深度是探索海洋环境所需的重要基本物理参数,而用于海洋温盐深(CTD)参数测量的重要仪器——CTD传感器具有极其重要的价值。本文将以CTD传感技术、测量方式和传感器搭载方式这几方面论述CTD传感器的发展历程和研究进展,并对CTD传感器未来的发展方向、发展趋势和应用前景进行展望。

超低温铂电阻传感器及其变换电路的线性参数研究

本文重点对超低温(-200℃以下)的传感器测量进行分析研究,针对低温条件测量的温敏特性和变换电路进行系统性研究,根据铂电阻在低温下的特性曲线,利用电路的反馈原理,修正铂电阻的线性参数,按照直线方程给出温度—电压关系时,该线性参数的修正可以有效提高传感器/变换器精度,保证传感器测量超低温环境时,不受铂电阻自身低温非线性带来的弊端,通过试验验证可以得出,传感器在-250~100℃全温区范围内精度可以达到0.95%,保证对低温环境的精确测量。

管路液体冲击效应对压力传感器的影响研究

压力传感器作为管路压力测试的主要手段,应用在军用、民用各个领域,硅压阻压力传感器是目前应用最广泛的一种压力传感器,其特点是精度高、稳定性好、价格低、适于批量生产。在一些特定的环境下,被测管路内的液体工质会由于外部的振动、冲击、噪声等力学环境,使管路内部产生一个动态的异常冲击压力,这种冲击压力的幅频特性与管路的长短粗细、工质的特性、外部的激发量级、工质的温度等都相关,很难用理论公式准确地计算出结果。这种动态冲击信号往往会对压力传感器产生一定的机械损伤,本文介绍了特定条件下的管路内液体冲击压力的形成以及其对于传感器的影响,并经过试验进行了验证,为后续的工程应用提供一定的借鉴作用。

基于微孔封装氧化镍的CO敏感材料性能研究

一氧化碳(CO)是在生活、生产中常见的可燃性气体,对人体伤害巨大。因此,实现CO的高灵敏、高稳定检测具有重要意义。采用牺牲模板法与等体积浸渍相结合的方式制备出NiO@MGC新型复合敏感材料。通过XRD,BET,SEM,TEM表征方法对不同负载量样品形貌、晶体结构进行表征。证明了制备的复合材料继承了分子筛模板的微孔结构,并且NiO均匀限域在微孔孔道中。制作成传感器探头进行气敏性能测试,结果表明:传感器可以实现对CO在10×10^(-6)~50×10^(-6)范围内的快速检测,并且具有良好的稳定性。同时验证了传感器在NO_(2),NH_(3)和乙醇的干扰下可以实现CO选择性检测。

高精度双余度线性差动变压式位移传感器设计研究

差动变压器式位移传感器(LVDT)是用于测量位移变化的传感器。被测设备带动铁芯产生位置变化,改变初次级线圈之间的耦合,把被测位移转换为传感器的互感变化,并通过采集组件将位移信号转变为电信号输出。以其工作稳定可靠、线性度好、结构简单、灵敏度高、能够适应长时间的工作、可适应复杂环境考核等优点被广泛应用工业控制领域。本文首先建立传感器的三维模型,并将模型导入到Ansoft公司提供的电磁仿真软件中,建立边界条件并施加正弦激励,划分网格后分析次级线圈V_(a)和V_(b)的输出值、传感器的磁场、磁力线的分布。实际产品测试与仿真结果对比满足设计要求。

用于NO_(2)传感器的NiO@C复合材料性能研究

采用超声诱导方式合成出层状前驱体Ni-MOFs-Layer,通过前驱体在N2氛围下热解制备出NiO@C材料。通过XRD、SEM、TEM、Raman等表征方法对样品形貌、晶体结构进行表征,证明了制备的NiO@C继承了前驱体的层状结构,每层是由石墨化碳包裹NiO形成具有核壳结构的碳球堆积而成,并且NiO颗粒分布均匀。将NiO@C材料涂覆在MEMS微热板叉指电极制作成传感器测试探头用于NO_(2)气敏性能测试。结果表明:传感器可以实现对NO_(2)在(1~100)×10^(-6)的宽量程检测,并且具有很好的抗湿能力和稳定性。并且验证了当气氛中存在NH_(3)、CO、乙醇的干扰下,可以实现NO_(2)选择性检测。

压阻式压力传感器温度补偿技术的研究

采用MEMS技术制备的压阻传感器具有灵敏度高、可靠性好、响应速度快、低功耗、易于微型化和集成化等诸多优势,在航空航天、船舶、生物医药工程、石油化工等诸多行业具有广阔的应用前景。因为半导体材料的压阻系数拥有比较大的温度系数,因此,压阻传感器的输出容易受到温度的影响。在现实的工程中,为保证传感器的技术参数和性能不会因为温度的改变而受到影响,而采用的一系列的技术手段被称作是“温度补偿”。如何对传感器进行有效的温度补偿、减小测量结果的偏差和校正测量结果的非线性,一直是传感器研究的重点。传感器的温度误差主要包含两种类型,分别是:零点温度漂移和敏感温度漂移,常用的温度补偿方法主要包含硬件补偿方式和软件补偿方式,两者之间的对比表明,硬件补偿方式具有准确性较差、通用性差、调试困难等缺陷,这对批量量化应用不利。但是,以数字信号处理技术为基础的软件补偿方式可以完全解决上述缺陷,基于此,本文围绕该种压力传感器温度补偿技术展开研究,旨在为相关人员提供参考。

伺服传感器抗干扰与融合滤波技术研究

本文对伺服系统中的传感器干扰问题进行了深入研究。首先分析了干扰类型及来源,包括电磁干扰、噪声干扰、机械振动干扰等。接着探讨了干扰对伺服系统性能的影响,包括精度损失、稳定性下降和延迟增加等方面。为解决这些问题,本文介绍了传感器抗干扰技术的研究与设计,包括传统滤波方法、滑模控制方法、卡尔曼滤波方法和小波分析方法等。在研究与设计过程中,需要明确定义问题和研究假设,并进行滤波方法的选择与参数优化,滑模控制器的设计与实现,卡尔曼滤波器的设计与实现以及小波分析方法在伺服传感器抗干扰中的应用等。通过这些技术的应用,可以提高传感器的抗干扰能力,提升伺服系统的性能和稳定性。

基于无线传感器网络的数据采集系统研究

本研究聚焦于基于无线传感器网络的数据采集系统的研究,旨在改进和优化该领域的数据采集效率、可靠性和能效性。首先,对无线传感器网络的定义和特点进行了概述,强调了其分布式、自组织和资源受限的特性。接着,讨论了无线传感器节点的组成和功能,以及无线传感器网络在数据采集方面的应用场景。随后,深入探讨了数据采集系统的设计与架构,包括基本原理、目标以及关键技术与挑战。特别关注了数据传输与路由协议、数据聚集与压缩算法以及能量管理与优化策略等方面的内容。在引言部分,提出了研究的背景、目的和意义,并对该领域的现状和问题进行了简要介绍。结论部分总结了本研究的主要贡献和发现,并展望了未来研究的方向和重点。通过本研究的努力,可以推动无线传感器网络在各个领域的应用,并促进相关领域的学术研究进展。

硅压阻式压力敏感芯体应变电阻失效分析

通过对硅压阻式压力敏感芯体内部应变电阻失效故障的排查及定位分析,确立了应变电阻缺陷造成传感器失效机理,总结激发应变电阻缺陷暴露的检测方法,确定对压力敏感芯体进行1200 h常温电老炼的筛选方案。筛选试验结果表明:增加1200 h常温电老炼后,可剔除由于应变电阻缺陷造成敏感芯体输出漂移的失效元件。

基于神经网络的载人航天器微量污染物在线测量

本文以体积小、重量轻、功耗低、高可靠、长寿命的GAM200直接进样质谱(MS)仪器测量为基础,提出了用神经网络的方法,提高该仪器的定量精度,并选取甲苯和二甲苯两种微量污染物与气相色谱-质谱(GC/MS)测试进行对比试验,并对试验数据进行处理,比较测试误差,在仅考虑报警误差的情况下,神经网络算法的直接进样质谱测量的平均相对误差为9.1%RSD(甲苯),3.8%RSD(二甲苯),得到了与GC/MS相当的定量精度,为载人航天器微量污染物在线测量提供了一条有效途径。

倾角传感器的温度补偿研究

半导体元件参数随温度变化而产生的温度漂移,将导致倾角传感器本身存在测量偏差,影响倾角测量的准确度.介绍了一种温度补偿方法,对基于加速度原理的差分电容式倾角传感器进行了温度补偿.经过试验验证结果表明：这种方法能够实现倾角传感器的温度补偿,在-55～ 85℃温度范围内可将倾角传感器的温漂降低1个数量级,有效地减少了环境温度对倾角传感器性能的影响.

不同步速下人体步态规律的测量与研究

为研究人体下肢不同步速下的运动规律,采用了基于人体运动图像的检测系统和人体关节角度测量装置,对人体在跑步机上行走时下肢关节运动轨迹和关节角度进行了测量,通过Visual C++6.0和Matlab混合编程实现对运动图像和标志点的信息采集。对测量结果进行了处理和分析,不同步速对腰部、髋关节、膝关节在矢状面内前后、上下的运动轨迹影响不显著,随着步速的提高,脚踝从支撑相到摆动相的运动空间范围增大,支撑期在步态周期中所占的比例减小。

流延共烧结制备极限电流式氧传感器的研究

以流延成型工艺制备钇稳氧化锆(YSZ)基片,采用丝网印刷、等静压叠层工艺,经1450℃共烧结制备极限电流式氧传感器。采用XRD,SEM对其物理性能进行表征,并在650℃、氧体积分数为0%～90%范围内对该陶瓷器件的伏—安特性、响应时间等输出特性进行研究,实验结果表明:该传感器在其体积分数范围内具有良好的极限电流平台,响应时间小于9 s(氧体积分数从20%～75%),准确度达到0.5%。

降低高分子电容式湿敏元件湿滞的实验研究

针对高分子电容式湿敏元件的湿滞无法通过后续电路完全实现补偿的问题,提出了从高分子电容式湿敏元件本身降低湿滞的方法。主要从制作工艺、湿敏材料的选择两方面进行了实验验证,并对制作完成的高分子电容式湿敏元件进行性能测试与数据分析。实验结果表明:通过控制制作工艺和对湿敏材料进行改性可以降低湿滞,湿滞优于1.5%RH。采用该方法制作的湿敏元件无需再次通过后续电路进行湿滞补偿。

内腔室结构对氧气传感器的性能影响研究

介绍了一种制作陶瓷内腔室的工艺方法,该方法可以应用于制作氧化锆氧气传感器内部的气体腔室,包含极限电流氧气传感器、分压型氧气传感器等,并可以对腔室体积自由控制,屏弃了传统方法利用玻璃封接来实现的工艺步骤。以极限电流氧气传感器为例,研究了内腔室结构对传感器的性能影响,对提高氧气传感器的响应时间和可靠性具有指导意义。

基于曲面拟合理论CO_2传感器数据融合研究

针对CO2气体传感器在实际应用中，由于环境因素干扰而导致检测精度下降这一问题，提出了采用曲面拟合理论的数据融合方法来消除环境温度对传感器输出的干扰。实验是在气体和温度的二维标定系统中进行，实验温度为0—50℃，CO2气体体积分数为（O-2000）×10^-6，标定点取36个。通过数据融合，有效地降低了温度变化对CO2气体传感器输出的干扰，提高了气体传感器和温度传感器的测量准确度。

三层硅加速度敏感芯片BCB键合工艺研究

采用非光敏苯并环丁烯(BCB)进行MEMS压阻式加速度敏感芯片三层结构制作。BCB键合具有工艺温度低、键合表面要求低等特点,适用于芯片的圆片级封装。但是固化过程中BCB粘度随温度升高而下降,流动性变大,在毛细作用的影响下沿着微小间隙流淌,导致可动部件粘连,器件失效。通过控制BCB厚度、增加BCB阻挡槽解决了可动部件粘连问题,制作了三层硅结构的加速度敏感芯片。样品漏率小于1.0×10-10Pa·m3/s,键合剪切强度大于20MPa,能够满足航天、工业、消费电子等各领域的应用需求。