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关键词： 兼容   压力传感器   绕度   解析模型   灵敏度  

摘要： 压力传感器是应用极为广泛的一种传感器，集成化压阻式压力传感器的研究 和开发拓宽了压力传感器的应用领域。目的是研究适用于集成化芯片系统的传感 器技术，以获得适用于集成化芯片的低工作电压、低功耗、多功能微传感器结构， 为以后集成化芯片系统的研究奠定必要的传感器器件基础。 论文首先运用小挠度理论分析了薄板的应力分布情况。并且建立了圆形、方 形、矩形等常用膜片的数学解析模型，结合压阻系数就得到了输出的解析表达式。 借助这些数学模型可以设计弹性膜结构和确定敏电阻位置和方向。给出了压敏电 阻设计的基本原则。介绍了传感器的关键加工技术。讨论了压力传感器加工工艺 中的兼容性问题。结果表明，文中所设计的压力传感器的工艺方法是可行的，而 且与集成电路工艺也是兼容的。采用有限元分析软件ANSYS对设计的正方形结 构进行了仿真验证，得到了表征正方形结果特性的曲线，这些曲线可以直观地反 映出正方形结构的应力分布情况和灵敏度特性，得到了较为满意的结果。

关键词： 耦合模理论   布喇格光纤光栅   长周期光纤光栅   啁啾光栅   传感阵列   Mach-Zehnder干涉仪   温度补偿   应变传感   电流传感   微振动传感   可调谐滤波器   波长解调   边缘滤波   分辨率   波分复用   空分复用   复用网络  

摘要： 世界已经跨入信息时代,光子作为信息的又一种载体越来越显示了它的显著地位。光纤作为信息传输的通道正在得到广泛地应用,各种类型的光纤系统及光纤器件共同构筑了和改善着我们这个社会信息交流的平台,显示了不可替代的重要性。光纤光栅是纤芯折射率沿光纤轴线呈周期性变化的一种光纤结构,它标志着近年来继光纤以后的又一座里程碑。目前,以布喇格光纤光栅（FBG: fiber Bragg grating）为传感主体的传感器已成为研发主流。这种传感器适于在高温、腐蚀性或危险性环境中使用。在大型建筑和油井等特殊场合的安全监测方面具有极为广泛的应用前景。目前,已报道的光纤光栅传感器可以检测的物理量有:温度、应变、压力、位移、压强、扭角、扭矩（扭应力）、加速度、电流、电压、磁场、频率、浓度、热膨胀系数、振动等,其中一部分光纤光栅传感系统已经实际应用。 本论文主要以布喇格光纤光栅为研究对象,对其传感技术、解调技术以及网络技术进行了理论和实验的研究。主要内容有: 1.概括介绍了光纤传感和光纤光栅传感技术的发展现状。分析了以光纤光栅作为基本传感器件的原理,说明了不同成栅方法的特点,概述了光纤光栅传感器的解调和复用技术。 2.从耦合模理论出发,论述了具有不同折射率结构的光纤光栅所表现的传输谱及其应用范围。以均匀Bragg光纤光栅、长周期光纤光栅为典型,简要推导了传输谱的中心波长、反射率、3dB带宽等参数的数学表述,说明了它们与折射率调制因素的关系。从一般光纤传感器到当今广泛研究的FBG传感器,研究了它们的组网原理,讨论了限制传感器网络中点数设置的关键问题。 3.从光纤光栅传感技术的关键点入手,系统阐述了单点解调方法、组网方法及复用系统的解调方法。这些包括马赫-泽德、迈克尔逊等干涉型解调方案以及法布里-珀罗可调谐滤波器、边沿滤波、匹配光纤光栅滤波等滤波型解调方案。分析了在光纤光栅传感系统阵列化应用时的关键复用技术,如波分复用（WDM）、时分复用（TDM）、空分复用（SDM）等技术的组合解调方法。同时,还对传感系统中光电检测的关键技术以及光源技术进行了探讨。 4.从光纤光栅交叉敏感物理模型出发,引入光纤光栅的交叉关联分析方法,指导高性能传感器的设计。首次提出并设计了用于结构损伤诊断的实用型光纤光栅传感器,并获得专利授权;研究了应用F-P半导体激光器和FBG振动传感的方法;首次提出了一种新颖的光纤光栅温度补偿型应变检测方法和振动传感方法

关键词： 传感器技术   微传感器   微电子机械   MEMS  

摘要： 当今社会,发达国家对新型传感器技术高度重视,他们把它看为是涉及国家安全、科技进步,直至发展经济的关键技术之一。因此,新型传感器技术近年来发展迅猛,包括传感器的新原理、新结构、新应用纷纷出现,前景广阔。其研究开发特点概述如下:

关键词： 过程监控   传感器技术   信号处理技术   数据采集   特征值提取  

摘要： 数控机床是数控技术在工业生产中的典型应用,数控机床的“智能化”,是数控技术的发展方向。数控机床状态监测与故障诊断技术是数控机床“智能化”的重要内容。该方向的研究不仅具有一定的理论研究意义,而且具有明确的应用背景。 该文在综合国内、外状态监测与故障诊断技术的基础上,以数控车床为对象,对数控机床的运行特性进行了研究,设计出了基于多传感器的数控机床加工过程状态监测系统。介绍了机床信号采集方法及采集装置的硬件配置,讨论了信号预处理方法及其参数处理。通过采集和分析机床工作时的电流、电压、振动、声发射等信号,提取信号特征值,进而寻找信号的变化规律或趋势,为进一步优化工艺参数、提高生产效率、提高和预测工艺质量,避免机床故障等提供实时可靠的基础数据。该系统以计算机为主体,通过各种传感器实时采集数控机床运行过程中的特征参数,并对特征参数进行实时分析与处理,利用人工神经网络对数控机床的工作状态进行了辩识,对数控机床运行状态进行了有效的识别。其中的软件系统集数据采集、信号处理、状态监测于一体,是数控机床状态监测与故障诊断系统的重要组成部分。 在HL-32型数控车床上进行了工作状态识别的评价分析实验。实验结果表明,该系统能实时地采集数控车床运行过程中的特征信号,能较为正确地识别出加工过程工作状态,根据采集的特征信号能客观地评价数控线车床的运行状态,从而验证了所设计的数控线机床智能状态监控系统运行的有效性和可行性。

关键词： 磁光效应   临界反射   双正交反射   光学电流传感器   脉冲电流  

摘要： 本论文阐述了测量脉冲大电流的光学电流传感器的研究背景和意义,综述了国内外光学电流传感器技术的研究现状。本论文以建立完善的测量脉冲大电流的光学电流传感器技术为目的,进行了深入、广泛的理论与实验研究。 应用光与物质相互作用的经典理论对磁光效应、磁光常数和琼斯矩阵进行了推导与阐述;应用光波的电磁场理论严格地推导了当入射光满足“临界反射”或“双正交反射”条件时,光的偏振态在反射过程不会发生改变。基于以上推导的结论,分析了磁光探头的设计与加工误差、偏振器件的缺陷和线性双折射等因素对测量精度的影响,数值模拟了两种典型脉冲电流下输出信号波形与电流波形的关联。 设计并建立了四光路光学电流传感器系统。四光路结构在传统两光路结构的基础上发展而成,利用信号中的正弦项与余弦项可唯一确定偏转角,解决了传统光路结构当偏转角不在正弦函数的单调区间内无法唯一确定偏转角的问题。其具有测量范围不受限制的优点。根据测量要求,分析了四光路光学电流传感器的主要器件的选择并完成了整个装置的建立。 根据待测脉冲电流的大小,为四光路光学电流传感的数据处理方法选择了两种不同的方法。对于脉冲小电流,采用反正弦函数处理方法。对于脉冲大电流,采用反正切函数处理方法,该方法以四光路光学电流传感器的四路有缺陷的输出信号经过运算后得到的两路信号作李萨如图,利用这个李萨如图形确认两曲线的幅度差异、位相差和椭圆中心的坐标,把这些参数带入电流计算公式即可求出脉冲电流,该处理方法具有不存在不灵敏区间,又可利用李萨如图形来判断原始数据的质量的优点。 测量了电炮在四个不同充电电压下的短路脉冲电流,并与罗果夫斯基线圈测量的进行了对比,取得了较满意的一致性;测量了快开快门在三种不同条件下的短路脉冲电流,其峰值分别为60kA、73kA和90kA,测量值与理论值能较好的吻合,从而验证了四光路光学电流传感器可有效地测量脉冲大电流。

关键词： 测试技术   传感器技术  

摘要： 本文阐述了传感器技术在当前社会科技、生产发展中的重要作用,通过中外传感器研究的现状,进一步强调传感器技术的重要性,并简单介绍了当前处于发展前沿的几种传感器的研究、发展、应用情况,以引起人们对传感器技术的重视。

关键词： 全系统   探测技术   传感器技术   入侵探测   能力水平   误报率   职业   运用   应用   人员   工程  

摘要： 当今世界,大量的入侵探测传感器技术使职业保全人员能够从中挑选出最合适的技术来满足不同工程的保全需要.随着高保全系统的应用,通常这些探测技术都是综合运用的,要么提高系统的探测能力水平,要么降低系统的误报率.

关键词： 非晶丝   巨磁阻抗效应   微型磁传感器   激励信号  

摘要： 地球物理学是一门观测科学,网络化、高度机动的集群式观测已经成为获取密集、实时、丰富的地球物理信息观测数据的重要途径,以微型化、智能化、网络化、低功耗为特征的传感器构成的传感器网络将成为下一代地球物理观测的新模式。本文针对传感器的微型化进行大量的实验研究。 本文从非晶丝巨磁阻抗效应入手,详细分析了非晶丝巨磁阻抗效应原理及影响因素,阐述了基于非晶丝巨磁阻抗效应的传感器工作原理,并设计了基于非晶丝巨磁阻抗效应的微型磁测传感器试验系统,包括信号检测与处理电路、数据采集电路、显示电路、数据传输电路,并且编制了相应的功能程序。 通过实验数据分析了基于非晶丝巨磁阻抗效应微型磁传感器的线性度特性、灵敏度特性、频率响应特性、噪声特性、稳定度特性和温度特性,着重分析了激励信号与各项特性的关系。实验结果表明,激励信号频率与传感器的线性度特性没有直接关系,但是随着激励信号频率的增大,特性曲线上出现一些波动;激励信号频率与传感器的灵敏度特性有直接关系,随激励信号频率的增大,非晶丝的磁阻抗效应单调增加,导致输出电压随外磁场的改变幅值增加,从而传感器的灵敏度随之增大;通过增大激励信号频率可以提高传感器对低频磁场的响应输出;实验中得到最好的灵敏度和噪声分别为0.5225mV/nT、1.566nT。 研究结果表明,基于非晶丝巨磁阻抗效应的微型磁场传感器技术上是可行性的,但个别性能指标距实际应用尚有一定的差距,需在技术方案、处理软件等方面进一步改进和完善。

关键词： 煤矿监测监控系统   煤矿安全生产   可靠性   生产信息化   传感器技术   研制开发   推广使用   软件技术   企业安全   接口技术   管理经验   管理技术   稳定性   兼容性   硬件   维护   功能  

摘要： 本文详细论述了近年来我国煤矿安全生产监测监控系统的研制开发、推广使用、维护管理经验和存在的问题,对系统的软件技术和功能、硬件及接口技术的可靠性和兼容性、传感器技术的稳定性和可靠性、企业安全生产信息化管理技术的发展提出了展望.

关键词： 电化学多传感器技术   微电极   快速电位调制   交叉反应   快速平行检测  

摘要： 为实施多组份混合气体的系统识别,常用的是选取多个气体传感器组成阵列,与模式识别技术结合形成气体辨识系统。尽管这一方法可行,但影响系统性能的可能因素较多,需要确定一个准确的数学模型,实用难度颇大。 本工作使用单个气敏微电极,融合计算机控制的电位调制方法和数掘采集、转换、处理功能,提出并建立了一种新的用于快速平行检测多组份气体的电化学多传感器技术。 选取呼吸气体中氧和二氧化碳的快速平行检测为研究实例。根据O和CO共存气体在非水介质中交叉反应动力学研究,氧的单电子还原产物超氧离子O与CO分子的快速亲核加成反应: 2O+2CO+CO+O (1)通过计算机软件编程设计一个特定的调制电位—时间波形作为Pt气敏微电极(直径60μm)上的动态激励信号,以控制工作电极的调制极化程序并执行电化学暂态响应信号的采集和处理。动态检测在室温下自动进行,实时采集的数据可储存。在起始的阴极电位脉冲期间,O在含有0.1mol/L高氯酸四乙基铵的二甲亚砜溶液中被完全还原为超氧离子O部分O与在非水介质中的CO2按反应式(1)迅速反应,剩余的O在随后的阳极脉冲电位期间被反向氧化为O。据此,只要采集某一瞬间相应的暂态响应电流信号,就能快速联合检测O和CO气体组份的浓度,也即同一气敏元件(电极)在被施加阴、阳极电位脉冲时显现出不同的气敏响应特性,相当于O和CO两个气体传感器在单个气敏电极上集成,具有双组份气体传感器的功能。O的检测范围不受限制,CO检测范围大致在0～12%v/v,检测灵敏度在低CO浓度增高。一次测量时间快达几十毫秒。连续检测稳定性好。 对于组份大于2的多组份气体的快速平行检测,上述电化学多传感器技术原理完全适用。建立这一多传感器技术的关键和难点是发现并掌握待测多组份气体发生交叉反应的特定条件与动力学特性,由此将对多组份气体交叉敏感的致命缺陷转化为有用的动力学条件,从中探寻使用单个气敏微电极快速平行检测多组份气体的动力学关系和控制条件。这也是进一步弄清电化学暂态响应机制及优化多组份气体传感器性能的理论依据。