基于振荡检测法的延迟线型声表面波气体传感器特性

研究延迟线型声表面波(SAW)气体传感器的信号传输损耗和相位变化,考察了振荡检测法中相移电路和滤波电路对传感器性能的影响.基于延迟线型SAW气体传感器简化数学模型和频率特性测试,探讨叉指电极(IDTs)对传感器性能和传输过程中信号相位幅值变化量的影响.利用不同阶低通滤波器的性质和相移电路频率特性曲线研究振荡电路对延迟线型SAW传感器振荡频率、灵敏度和稳定性的影响机制.结果表明:延迟线型SAW传感器插入损耗和信号带宽反比叉指对数;传输过程中信号相位变化受振荡频率、波速和中心距共同影响;滤波器幅频特性随滤波电路阶次降低而变好,同时传感器灵敏度提高.     

一种声表面波转矩传感器快速解调方法设计

针对多个谐振器组成的无线无源声表面波(SAW)转矩传感器阅读过程复杂、耗时长的问题,利用SAW谐振器的频率响应特性设计了一种基于时域的转矩传感器快速解调方法.分析了SAW谐振器的响应特性并设计了信号的截断与去噪声方法,以及周期计算方法.根据设定的高频与响应信号周期的关系确定各个谐振器谐振频率的范围,然后通过谱估计具有最大周期的信号以解调出频率.提出的扫描方法只需采集一路信号,即降低了阅读器硬件系统的复杂性,同时在时域中简化了信号解调算法.通过实验测试了该扫描方法,完成一次搜索过程只需521ms,而传统的2路正交信号(IQ)扫描方法需要828ms.实验结果表明:设计的算法与IQ法相比扫描速度提高了37.1%,验证了该算法的有效性.     

声表面波无线无源传感器

无线无源赋予声表面波(Surface Acoustic Wave,SAW)传感器的显著特点使其在物联网、智能电网、智慧城市等领域日益受到关注.综述了上海交通大学在SAW基础理论、器件精确仿真分析建模、传感器无线阅读装置设计、信息获取及处理算法以及应用等方面的研究成果,详细介绍了面向智能化配网中压开关柜动静触头温度、环网柜电缆终端头温度以及配网变压器油温/油位监测的声表面波无线无源温度传感器研发与应用情况,同时介绍了耐高温声表面波无线无源传感器研发进展以及在炼铝电解槽温度监控中的应用.     

SAW技术的现状和未来

1965年R.M.White和F.W.Voltmer发明叉指换能器以后,SAW技术引起学界广泛关注,SAW传播理论、叉指换能器分析的数理模型研究、各种基本结构、基本器件研究和应用研究旋即进入高潮;SAW技术的最早推动力来源于军用电子信号处理的高速大容量要求,它使一系列关键的信号处理技术从理论走向工程;20世纪70年代SAW在广播电视中获得第一个重要的民用市场,20世纪80年代末在移动通信中获得迄今最大的民用市场.随着数字技术的高速发展,尽管SAW在大容量信息实时处理领域的地位仍很巩固,但在部分低段领域的领地已让位于数字技术.SAW技术未来或许能够保住频率选择和控制和实时处理这块领地,在传感器方面或可开辟另一个广阔市场,或可与BAW,IC结合扩展应用空间.本报告将简单回顾SAW发展历史和现状,并对未来发展谈一些粗浅看法.     

胶层对声表面波扭矩传感器特性影响分析

为了研究胶层对声表面波（SAW）扭矩传感器特性的影响,建立了包括胶层在内的扭矩敏感模型。利用微扰理论得到扭矩载荷与SAW谐振器频率偏移量之间的关系,采用剪滞理论分析了胶层对SAW扭矩灵敏度的影响;根据Maxwell模型建立了胶层松弛时间谱,得到了应变传递响应时间,通过数值计算分析了不同弹性模量、不同胶层厚度的响应时间。...     

谐振式SAW压力传感器敏感元件研究与设计

量程和温度特性是传感器的两个主要指标,SAW压力传感器的量程由基片材料的结构尺寸决定,温度效应一般采用双端对谐振器来消除,目前关于两个谐振器的位置确定还没有一个确定的方法。通过力学分析得出了圆形石英膜片的半径、厚度、和最大载荷的关系;对石英圆形膜片的应力应变关系进行了有限元数值计算,得出了正负应力在圆形石英膜片的分界点,为设计SAW谐振式压力传感器的物理结构和合理的安排谐振器的位置提供了依据。     

一种新型声表面波无线测量系统

根据声表面波（SAW）器件的P矩阵模型，叉指反射栅外接负载阻抗不同导致声反射系数的变化。根据此原理，普通SAW器件的反射栅外接阻抗变化的常规传感器可方便地实现无线测量。通过制作相应的SAW器件并利用网络分析仪对此进行了实验验证。推导了无线测量系统的接收机信噪比与检测错误概率以及幅度分辩率的关系。发现了幅度测量存在的问题，提出采用相位法改进信号处理方法。     

高精度测温仪表的研制

数字式测温仪表已成为自动化生产过程中最为普通的仪表，但工业用数字测温仪表在某些场合受到限制，特别是在测量精度方面．作者研制了多种高精度数字测温仪表，经过一年运行后，复测仪表精度，误差不超过上０．１℃，许多点的重复性在０．０３℃内．本文着重论述测温传感器的选择，铂电阻的非线性校正，Ｒ—Ｖ变换电路选择以及前置电路的设计等．     

用热电偶法测量切削温度时动态误差的分析

本文介绍了用热电偶法测量切削温度时,测温传感器及测温仪表的动态特性和滞后误差;并对现有测量切削温度的标定与实验方法进行了一些评述。     

基于LabVIEW的高频焊管红外测温系统设计

高频焊管生产环境复杂,测温环境恶劣,针对此特点,提出使用比色测温法进行高频焊管的温度测量,并介绍高频焊管测温系统的构建过程.红外测温仪具有较强的抗干扰能力和稳定性,实验选用红外测温仪作为传感器构建温度采集监测系统硬件平台;选用LabVIEW软件构建温度采集监测系统软件平台,其具有采集效率和测试精度高,模块小,编程简单等优点.实验证明,基于LabVIEW平台设计的高频焊管红外测温系统能准确测量到高频焊管焊接温度,并且在LabVIEW模块上实现信号的实时显示、存储和分析.     

基于PSPICE的声表面波器件仿真研究

采用电路网络理论得到与SAW器件具有相同幅频特性的等效电路模型,且应用PSPICE进行仿真,仿真结果与理论分析基本一致,验证了SAW器件等效电路模型的正确性.     

基于磁流体黏性负载效应的压电层状结构SH-SAW传播特性分析

在分析声表面波(SAW)传感器机理的基础上,提出一种新型的磁流体-声表面波传感器(MF-SAW),建立起工作在均匀磁场中的MF-SAW理论模型,并进行数值求解,讨论不同磁场强度下的SH-SAW传播相速度、能量损耗特性。结果表明,通过改变磁流体黏性,磁场强度与SH-SAW传播属性具有较好的曲线关系,有助于对MF-SAW传感器的进一步研究分析。     

基于DS18B20的数字式测温计设计

讨论了用C8051F320单片机和DS18B20单总线数字测温传感器,来设计数字式测温计的方法.完全利用单总线技术线路简单、硬件开销少、成本低廉、软件设计简单的优点,较好地解决了传统测温仪器普遍存在的携带不便、易损坏、易受腐蚀、易受电磁干扰等不足.可应用于对温度测量要求高可靠度、高精度、高智能化的HVAC环境控制等领域.     

基于COMSOL的声表面波声场调控仿真

声表面波(SAW)如今被广泛应用于微流控技术,为了满足多尺度、多功能的微流控需要,在压电基底材料不变的情况下,利用COMSOL有限元软件仿真探究了声学微结构对SAW芯片的声场调控特性,实现了SAW芯片表面声场强度的增益及声场区域的调控.     

声传感器网络路由协议设计

声传感器网络是一种有效的情报侦察手段,路由协议是其关键技术之一.介绍了声传感器节点的组成,对路由协议的网络环境做出了假设,提出了路由协议的架构和机制.     

无线传感器网络在智能家居系统中的应用

通过对比无线传感器网络和智能家居系统的系统结构,分析无线传感器网络在智能家居系统中应用的关键技术.提出了基于无线传感器网络在智能家居实用系统的设计,包括传感器节点的硬件组成和通信数据帧的格式及工作流程软件内容,并用实验结果说明了系统的性能.     

基于COM模型的声表面波滤波器仿真和设计

介绍了基于耦合模(COM)模型的声表面波(SAW)器件的仿真方法,并将这种仿真方法分别运用于模拟简单和复杂SAW器件.在此基础上,进行了SAW滤波器的设计研究:首先设计了一个中心频率与梯形滤波器相同或相近的纵向耦合双模谐振器型滤波器(DMS),然后将梯形滤波器与DMS滤波器进行多种方式的级联,并对级联后的器件进行模拟分析,最后通过比较得到性能较好的高带外抑制RF滤波器.     

一种基于混沌策略的无线传感器网络分簇路由协议

提出了无线传感器网络的路由协议是无线传感器网络研究的关键技术,在延长网络寿命和减少节点能耗方面有着重要的作用,提出了一种基于混沌策略的无线传感器网络分簇路由协议,仿真实验结果表明:该协议能更好地延长无线传感器网络的寿命.     

发电机多点温度巡回监测

主要介绍发电机３２路温度巡回监测装置的硬件配置及软件设计方法，在传统模拟式测温仪表基础上，采用新型传感器ＡＤ５９０及单片机控制，在监测过程中运用动态自检的方法，提高了系统长期运行的可靠性．     

稠油油井出砂实时监测关键技术研究

在油井出砂监测系统中,出砂信号检测传感器为其关键技术之一.提出采用PVDF压电薄膜为敏感材料,设计了缠绕型的出砂信号检测传感器.给出了传感器的结构、工作原理和信号处理原理.传感器应用在稠油油井出砂模拟系统中,识别出了砂粒对管壁碰撞后产生的声波信号,从而验证了该新型传感器工作的有效性,且其具有易于安装、灵敏度高的特点.试验结果表明,由该传感器检测流体中的含砂量具有较高的精度.