铋层状与铌酸锂复合压电陶瓷传感器的温度特性

铋层状结构铁电体具有良好的机械性能和较高的居里温度Tc,因而被广泛用作高温传感器的敏感器件.高温压电传感器在核能、燃气轮机、航空、舰船发动机以及需要测量高温振动和压力的场合有着极大需求,但目前国内外用于这些领域的基于铋层状压电传感器在高温时的灵敏度与常温时比较,漂移率达到10%~20%,无法满足满温度范围内(-50~450℃)传感器的灵敏度温漂的要求(≤±5%).因此,本文研究了一种铋层状与铌酸锂复合的压电陶瓷传感器,进行了传感器温度特性理论分析,建立了相应数学模型,并进行实验验证.测试结果表明,这种新型复合式压电陶瓷传感器满温度量程灵敏度漂移小于±3%,具有优异的温度特性,无需采用软件修正测量偏差,能满足美国航空无线电技术委员会(RTCA)制定的DO160要求,可直接用于高温环境的温度精密测量.     

学术动态

高精高稳高温压力传感器研制项目通过陕西省科技厅鉴定我校物理学系万云副教授主持的陕西省科技研究发展(攻关)计划(2001K06-G18)资助项目——高精高稳高温压力传感器研制项目,于2005年5月13日顺利通过陕西省科学技术鉴定。鉴定委员会的7位专家认真听取了该项目的工作报告和技术报告,审查了产品测试报告等相关技术资料,一致认为该成果利用高稳定、耐高温、耐腐蚀氧化铝精细陶瓷等做弹性元件,采用薄膜技术、集成电路平面光刻工艺及超声压技术,来制作薄膜电阻应变式压力传感器,共开发5种不同规格的耐高温压力传感器,应用前景广泛,并建议与企…     

石油化工行业危险源监控系统设计

石油化工行业危险源监控系统拟通过建立自组无线传感器网络可以将各种传感器,如温度、湿度、压力、振动、光照、气体传感器或者振动、声音、磁力、微波等传感设备,通过无线的方式构成任意的网络拓扑,形成区域无线覆盖。实时监测、感知和采集网络分布区域内的各种环境或监测对象信息,从而准确判断温度压力过载、有毒有害气体泄漏、入侵者非法闯入等危险信号。现已完成了传感器网络节点和后台管理系统的研发工作,开发出了一套完整的无线传感器网络危险源监控系统的组网演示系统和原型系统。     

PT14系列内调整集成压力传感器

PT14系列内调整集成压力传感器,是“七五”国家重点科技攻关项目“工业过程自动控制开发研究”中“53-03敏感元件及传感器开发研究”的一个分专题。采用集成技术制造的扩散硅压力传感器,具有体积小、重量轻、精度高、便于集成化、     

传感器用钛酸铅系压电陶瓷

本文介绍一种能用作压力传感器、加速度传感器和滤波器的钛酸铅系压电陶瓷材料。 所谓压电材料是指利用压电效应能感知压力大小的材料。当压力加于压电材料时,材料产生形变,同时产生电流,通过电流值测定即可测知压力大小。 用作压力传感器或加速度传感器的压电材料,其压力一电流输出特性必须绝对稳定,即使环境温度变化较大时也应如此。然而,现有钛酸铅系压电材料,或是居里温度太低,或是高温时压力—电流输出的磁滞变大,或是介电常数的温度变化率大,总之,压力—电流输出特性随温度变化明显,不能用作压力传感器、加速度传感器。从某种意义上说,迄今尚未开发出用作传感器的压电材料。     

光纤测量技术在变压器状态检测中的应用研究

实现对变压器等电力系统关键设备的状态检修,迫切需要强电场环境下的各种无损在线监测技术。本文重点论述了用于变压器的油温和线圈温度、绕组等振动、油溶解性气体分析、局放检测、输变电系统、高压开关气体压力等参数检测的的全光纤敏感传感器和传感器的应用。     

机械传动系统的智能感知技术

本文综述了传动系统关键零部件智能感知技术的发展状况,包括振动和润滑接触状态监测,以及封闭金属箱体内外的超声通信技术.振动监测主要通过嵌入系统内部的微加速度传感器及无线通信技术来实现;润滑接触状态包括压力、温度分布及油膜厚度,其中压力和温度分布测量主要利用接触式的金属薄膜电阻传感器,油膜厚度监测可以通过接触式电容方法或者非接触式超声方法.由于封闭金属箱体会屏蔽电磁信号,迫切需要实现基于机械波的箱体内外双向通信.同时,本文简要介绍了课题组开发的齿轮振动和应变无线监测系统,实验结果表明内部感知信号能够清晰地体现转速和啮合信息,从而反映传动系统的实时运行状态.     

多晶硅压力传感器温度自补偿性能研究

介绍了多晶硅压力传感器的温度特性。重点研究了ＬＰＣＶＤ．Ｐｏｌｙ－Ｓｉ膜的掺杂浓度对传感器温度特性的影响。通过理论分析和实验研究，找到了实现传感器温度自补偿的最佳掺杂浓度值。获得了工作温度高，温度特性好的压力传感器，实验结果与理论分析相符。     

井下光纤光栅温度压力传感器的研制

井下的温度和压力是油田开发中的重要参数.介绍了一种可用于油井井下长期监测的光纤温度压力传感器,该传感器采用布拉格光纤光栅测量原理,优化设计了特殊的封装结构,通过与油田现场测试技术的紧密结合,实现了国内光纤井下传感器无现场应用的突破.该传感器压力量程0～50 MPa,测试精度达到0.1% FS;温度量程0～150℃,测试...     

发明与专利

发明与专利半导体高温压力传感器编号：Ｆ９６００２１该传感器（专利号：９１２３２２１５·２）主要用于工作温度较高的系统中压力的测量和控制。用于石油化工、汽车发动机、仪器工业、生物化学、油井测压、蒸气锅炉等领域对压力的检测和控制。主要特点：测量精度高、温...     

高精度光纤宽带大电流测量仪实现国产化

<正>由中国计量科学研究院牵头承担的国家重点研发计划重大科学仪器设备开发专项"宽带大电流测量仪开发与应用"项目经过近三年的努力,研制出了以光纤宽带大电流传感器、宽频带高精度电磁式标准电流传感器为主体的国产化宽带大电流计量仪器,突破了从核心器件/部件到系统集成的多项关键技术。近日,项目通过了科技部高技术中心组织的中期检查。宽带大电流测量仪在冶金、电力、重大科学研究领域应用广泛。光纤宽带大电流测量     

海洋平台检测的无线低频振动传感器设计与验证

海洋平台是海上石油资源开发的基地,对其进行低频振动检测获得振动数据是判定结构损伤的基础.基于此,开发了一种应用在海洋平台结构中的无线低频振动传感器与采集系统.首先,采用模块化方法研制了无线低频振动传感器,并详细阐述了低频加速度传感器的选择与电源电路等模块的设计;其次,完成了无线低频振动传感器的嵌入式程序与主控端PC机上采集软件设计;最后,在振动台上完成了海洋平台振动无线测试模拟实验.实验结果表明：设计的无线振动传感器具有精度高、布设容易、低频性能好、可靠性高等特点,适用于海洋平台的低频振动快速检测.     

石英谐振式力传感器的温度特性及其自补偿

石英谐振式力传感器的温度特性是实际应用中一个需重点考虑的性能参数。本文通过分析石英晶体谐振器在基频谐振与三次谐波振动下所表现出的不同频率——温度特性，对石英谐振式力传感器的相应温度特性进行了分析研究，并提出了传感器温度特性的自补偿方法。实验结果表明，同时测量同一传感器在不同振动模式下的频率，可在一定精度上实现传感器工作温度的自测，从而可在不另增加测温元件的条件下实现传感器温度特性的补偿。     

基于BP神经网络模型的压力传感器温度补偿

鉴于压阻式压力传感器温度漂移问题,建立了压力传感器的温度补偿BP神经网络模型,采取人工鱼群-蛙跳算法优化训练BP神经网络.实验结果表明,利用人工鱼群-蛙跳算法优化的BP神经网络模型能快速、准确地实现压力传感器温度补偿,并提高压力传感器的输出精度.     

“传感器与检测技术”实验教学项目设计

在学校向应用型转变的背景下,为了丰富学生理论知识,提高学生的实践动手能力,进行"传感器与检测技术"课程的教学改革。在实验教学中设计"应变式电阻电子秤"、"电容式和电涡流式传感器测位移"、"光电式传感器测量与控制转速"、"热电式传感器综合测量温度"实验项目,详细分析了以前实验项目存在的问题,新项目改进的具体措施。实践教学结果表明,新的实验项目提高了学生的动手能力和综合应用知识能力,满足了应用型人才培养的需要。     

新型光纤高温高压传感器的研究

针对油井下温度、压力测试要求,研究了一种新型的光纤式温度压力传感器。传感器基于光纤Bragg光栅（FBG）和Fabry-Perot（F-P）腔传感原理,能同时检测压力和温度。F-P腔的压力系数远大于温度系数,并通过温度补偿保证传感器的测试精度。经实验室标定和测试,传感器压力检测的精度达到±0．5％F．S．,温度检测精度达到±0．5℃。对油井下的温度压力测试有重要意义。     

基于氧化铝陶瓷的无线无源高温压力传感器的设计与制备

设计并制备了一种基于氧化铝陶瓷的无线无源高温压力传感器。首先在常温、压力测试范围为0~0.4 MPa的设计条件下,利用ANSYS仿真软件对所设计的结构进行了力学模型的分析,得出方形氧化铝陶瓷的最大等效应力小于最大许用应力;之后从切片与冲孔、叠片与热压、高温烧结、丝网印刷与后烧等主要工艺步骤介绍了基于氧化铝陶瓷压力传感器的制备方法;最后对其进行了导通性测试。所制备的压力传感器可用于常温下的压力检测和高温下的性能研究。     

扩散硅压力传感器双桥补偿法

本文提出关于扩散硅压力传感器误差补偿的一种新方法，重点介绍该方法对零点温度漂移、灵敏度温度漂移以及非线性的补偿。     

光纤光栅传感器振动与温度信号解耦

利用单个光纤光栅(FBG)传感器开展同时测量振动与温度信号的实验,提出基于M A T-L AB的解耦方法分离振动与温度信号.研究结果表明:单信号测量的条件下,FBG传感器对温度的静态测量误差在±0.4℃以内,对振动主频动态测量的相对误差为0.5％.FBG传感器测量得到振动与温度的复合信号,通过所提解耦方法得到的振动主频...     

煤岩“固-气”耦合相似材料力学特性与动态信号试验研究

为进一步研究"固-气"耦合相似材料力学特性,应用正交设计方法,设计5组力学参数相差均匀的材料配比,自行研制煤岩体单轴约束下振动及测试系统,研究了不同振动频率下相似材料力学特性变化规律,实验表明:加载频率为10~60 Hz试件的轴向应变分别在0.74%,0.81%,0.94%,1.02%,1.03%及1.12%时达到峰值,此时压力传感器传输幅值时间变化阈值分别为32,47,52,62,65及95 s.当压力传感器传输幅值为0.2~0.6 N时,试件处于弹性阶段,不断积聚弹性应变能;当压力传感器传输幅值为0.8~1.5 N时,试件处于压力的强度极限,说明试件处于塑形阶段,开始释放弹性应变能。为"固-气"耦合物理相似模拟实验的开展进一步补充了实验基础。