电流传感器的一体化封装技术

为解决传感器制造时组装工序繁杂的难题,采用低压注塑技术,探讨电流传感器一体化封装的可行性。首先,通过仿真对注塑过程中热熔胶填充过程及敏感器件所受应力进行分析;其次,采用自行开发的简易注塑模具对传感器进行封装效果验证;最后,完成了传感器的可靠性测试。测试结果表明,低压注塑技术应用于电流传感器封装具备较强的可行性,这为实现传感器大批量封装制造提供了参考依据。

高速磁悬浮列车间隙传感器自诊断方法研究

在高速磁悬浮列车中,悬浮间隙传感器是高速磁悬浮列车的整个列车控制系统的关键部件,但因其结构复杂,使用量大,工作温度高且振动较大,易出现故障,因此,维护成本高且困难。为了解决该问题,提高维护效率,通过利用齿槽信号、加速度信号和间隙信号的相互关系,结合3种信号进行多维度信号判断,提供了一种悬浮间隙传感器的自诊断方法并设计了故障信息输出模式,以达到能准确定位故障信号、降低维护成本的目的。

新能源汽车电流传感器超声波焊接工艺优化分析及改进验证

文章首先分析了新能源汽车电流传感器超声波焊接工艺问题,识别了焊接不良率的原因是焊点处塑料发生3种失效,并从机理层面定位焊点失效的主要原因与焊接工艺和焊缝区域力学性能有关;随后,开展超声波焊接工艺和注塑外壳性能等研究,定性对比不同超声波焊接工艺下的性能差异,同时,结合传感器实际运行工况环境要求,识别整车运行环境下焊点拉脱力可满足的边界值;最后,通过DOE试验分析,对不同焊接工艺下传感器焊点情况开展力学分析,评估产品的焊点形态和拉脱力分布,预测焊点的性能,固化出最优的焊接工艺参数,降低焊接的不良率。经过长期耐久测试,验证了焊点的性能,保证了电流传感器全生命周期可靠性。

线性霍尔磁传感芯片用引线框架设计

线性霍尔磁传感芯片的金属引线框架部件在待检测磁场中具有聚磁效应和涡流效应,会干扰待测磁场,使磁场强度偏离真实值,导致检测准确度变差。对含磁组分金属框架和不同结构尺寸的框架进行仿真分析后,得出无磁组分材质及小尺寸结构设计可改善金属框架对待检测磁场的干扰,并且对小尺寸结构框架的施工方案进行分析。最终制备得到一种线性霍尔磁传感芯片,通过自主搭建的环境对芯片进行测试,得到354.8 kHz的带宽值。

轨道交通用压力传感器寿命及可靠性研究

首先建立典型压力传感器可靠性数学模型,完成产品可靠度理论设计。随后,完成加速可靠性寿命试验设计,并开展试验验证。根据试验结果,基于威布尔分布,进行产品寿命及可靠性评估。最后,确定产品关键性能指标,基于性能退化数据开展产品寿命及可靠性评估,多角度验证产品设计合理性及加速试验结果可信度。结果表明:不同评估方法下压力传感器均可满足15年使用寿命下95%可靠度的要求,为轨道交通用压力传感器可靠性、寿命研究及产品检修维护提供数据支撑和理论参考。

电压传感器塑料底板开裂失效的仿真分析研究

在轨道交通领域,列车运行时的振动是影响电压传感器可靠性的重要因素之一,振动导致塑料件开裂又是其中的一种主要失效模式。文章通过有限元仿真软件,简化电压传感器仿真模型,对不同安装工况、不同材料的电压传感器进行结构振动应力仿真,分析电压传感器底板开裂失效的原因以及薄弱位置,再通过实际振动试验验证仿真结果的准确性,快速锁定失效原因,进而优化电压传感器安装方案以及材质来提升电压传感器的可靠性与适应性,降低后续故障率。

一种基于空间滤波的图像测速传感器

为解决磁悬浮列车低速测速难题,开发了一种基于空间滤波技术的图像测速传感器,在实现绝对速度测量的同时,也可对速度方向进行判别。首先,对空间滤波测速及方向判别的原理进行简要说明,提出的差分空间滤波器可消除信号中的直流成分,提升测量时的准确性,基于相差的方向判别方法解决了频谱分析中对时间信息的丢失造成的方向不可测问题;其次,通过仿真对该原理进行了验证;然后,对传感器的软硬件设计进行了描述,搭建了图像测速传感器;最后,完成了传感器的测试验证。结果表明,传感器在低速时的测量精度可满足磁悬浮列车的控制需求。

基于时间差型磁通门的电流传感器抗干扰研究

在漏电流检测领域,需特别关注小电流检测的灵敏度,此时外界干扰对小电流检测的影响不能忽视。针对漏电流检测领域要求,文章对时间差型磁通门电流传感器进行了理论推导,分析了影响传感器性能的因素和抗干扰性能的影响因素,得到了传感器设计参数、不均匀因素与抗干扰性能的定量关系。研究结果表明,可通过调节电路参数改变传感器灵敏度等性能,尽量使线圈均匀,增大激励电压与回路电阻之比,提升抗干扰性能,为自激振荡时间差磁通门电流传感器的优化设计提供理论依据。

动车组探针式温度传感器失效分析及改进验证

探针式温度传感器实时反馈动车组轴箱、齿轮箱及电机等关键部件的温升信息,保障行车安全。因安装环境的限制,传感器探针在恶劣振动工况下易产生疲劳失效,存在安全隐患。首先,对某型高速动车组上探针式温度传感器断裂失效现象进行分析;随后,提出结构优化方案,调整焊缝位置及焊接工艺,增大探针受力面。为了验证优化前后结构可靠性,基于Dirlik频域疲劳计算理论,建立结构优化前后有限元模型对关键薄弱位置进行振动疲劳分析,并通过振动试验验证了结构优化效果。

压力传感器激光焊接封装技术研究

激光焊接是利用高能量密度的激光束作为热源的一种高效精密焊接方法,在压力传感器一体化封装中有成熟应用。文章对压力传感器一体化封装设计中激光焊缝设计开展重点研究,通过理论计算及仿真分析确定激光焊接要求,并基于实际焊接设备,采用正交试验方法研究焊接工艺参数对激光焊缝的影响,同时,考虑工程化应用及实际生产效率,确定最优焊接工艺参数。最后,通过环境试验验证焊接工艺参数选取的合理性及产品的可靠性。

光纤光栅传感技术在轨道交通车辆的应用

随着我国城市化水平的不断提高,城市交通状况越来越紧张,而城市轨道交通的建设与发展具有运量大、快速安全以及环保等特点,在缓解城市交通压力,改善城市空气环境质量十分有利。为了确保轨道交通车辆安全运行,对车辆运行信号进行准确监测极其重要,并且因为城市轨道交通的运营编组较小、密度较高、运行时间间隔也比较短等特点使轨道交通的信号监测需求比铁路更大。而光纤光栅传感技术的精度与灵敏度都比较高,并且可以有效防止电磁干扰,提高信号传输的稳定性与可靠性。因此,对光纤光栅传感技术的应用原理进行分析,探讨光纤光栅传感技术在轨道交通车辆中的有效应用,对提高轨道交通车辆运行监测水平有重要意义。

机车用压力传感器电磁兼容设计

针对机车用压力传感器的主要干扰源与耦合途径,提出电磁兼容设计改进措施,不仅改善了传感器电磁兼容性能,而且提升了传感器的耐压等级。按照TB/T 3221进行电磁兼容测试,测试结果符合传感器整体误差要求,说明所提出的电磁兼容设计正确、有效。该电磁兼容设计对机车上其他电子设备的电磁兼容设计同样具有参考价值。

车载电压传感器共模干扰分析及抑制

由于IGBT器件在机车的牵引变流系统大量被使用,鉴于IGBT器件在工作时不断开关,同时产生脉冲信号,这些脉冲信号包含丰富的高次谐波,且有差模、共模之分,车载电子设备不可避免的会受到脉冲信号的影响。本文聚焦车载电压传感器在机车牵引系统中受到的共模干扰,详细分析了车载电压传感器受到的共模干扰产生的原因、耦合的路径。然后结合电压传感器在实际应用过程中的故障案例,通过理论分析及仿真建模提出了在实际应用中检验有效的解决方案。

列车用温度传感器线缆的老化研究及寿命评估

采用热失重分析(TGA)法研究了列车用温度传感器所用线缆材料(聚烯烃、三元乙丙橡胶)的热分解特性,并计算出材料的热分解活化能,据此建立了材料的热寿命方程,并结合列车运行的实时轴温监测数据对线缆的实际使用寿命进行评估,为评价温度传感器产品的长期可靠性提供参考数据。

基于传感网的列车能耗监测系统设计

针对传统轨道交通行业中列车能耗监测方法存在可拓展性和适用性较差、不能满足一节车厢测量多个点能耗的需求、能耗测量精度不够、不易进行整车能耗数据分析的缺点,设计了一种基于传感网的列车能耗监测系统,通过部署列车高速传感网络,在各个监测点部署网络化传感器来精确测量电流电压信号,电压电流传感器上采取基于总线数据同步机制来保证电流电压数据的同步性,最后再将电压、电流、能耗值等信息以特定频率通过无线网络上传到能耗数据处理平台上,在能耗数据处理平台可对整车或多辆车的能耗信息进行全面的汇总分析。

灌封胶固化工艺对传感器元器件焊点热应力影响的研究

文章首先对灌封型速度传感器故障问题开展分析,识别产品失效的原因是内部电气元部件焊点疲劳开裂,从机理层面定性焊点开裂的主要原因是焊点与周围材料的热膨胀系数不匹配;随后开展灌封胶固化工艺研究,定性对比不同固化工艺下灌封胶的性能差异;同时,结合现车实际运营环境,识别高速动车组转向架电机非传动端的温度载荷工况,通过有限元分析,对不同固化工艺下传感器内部焊点开展热应力分析,评估产品全寿命周期疲劳损伤,预测焊点的疲劳寿命;最后,通过试验验证了采用灌封胶高温固化工艺可有效提高灌封型速度传感器可靠性。

闭环霍尔电压传感器增益温漂补偿技术

闭环霍尔电压传感器作为一种低成本、高可靠的电压测量器件,在轨道交通和工业控制领域应用广泛。其原边线圈由漆包线绕制,匝数为数万匝,原边线圈阻值的温度漂移造成传感器的增益温漂和全温度范围精度的下降。为了提高传感器全温度范围的精度,文章基于原边线圈阻值温漂特性提出了一种新型温度补偿电路,应用仿真工具,结合闭环霍尔电压传感器进行了理论计算和分析,将计算结果与试验测试数据进行对比,证明经过该补偿电路的补偿,闭环霍尔电压传感器的增益温漂得到了明显的改善,从而将闭环霍尔电压传感器的全温度范围精度提高0.9个百分点。该项技术弥补了闭环霍尔电压传感器增益温漂短板,使其具备应用于能耗记录等高精度应用领域的条件。

角位移传感器安装误差对捣固车超高测量影响研究

以角位移传感器为研究对象,探讨传感器安装误差对轨道超高量检测的影响,采用解析几何的方法建立误差分析模型。在温度25℃、相对湿度50%RH的条件下采集实验数据进行仿真模型有效性及可靠性验证。结果表明:如需满足超高测量精度±0.5 mm的精度要求,传感器的水平及坡度安装误差均不得大于1°。

电流传感器接口在电动汽车电池管理系统中的关键性作用

电池管理系统作为电动汽车的核心部件,不仅可以实时采集、监控和显示电池单元的电压、温度、电流等参数,还可以对异常电池进行报警保护。可见电池是影响电动车使用增长率的主要因素,而对电池性能有着关键性影响的即是电池传感器,本文主要从电动汽车电池管理系统的功能出发,从电流传感器的基本工作原理、AS8510的性及其在电动车中的实际运用等方面,分析了电池传感器技术对提升电动车电池性能的重要作用。

MEMS铂薄膜温度传感器的电阻温度系数研究

采用MEMS工艺在硅衬底上制备了铂电阻薄膜温度传感器,在500℃、600℃、700℃和800℃四个温度点下对铂电阻样品进行了热处理,对样品在退火前后的电阻值进行了测试和对比分析。对800℃的退火样品的阻温特性进行了多次测量,其在零摄氏度的电阻温度系数可达3150×10^-6/K。另外还对退火后的铂电阻样品阻温特性进行了多次升温降温测试,其升温曲线和降温曲线基本重合,表明退火处理可以明显的改善铂薄膜温度传感器的稳定性和重复性。