结露传感器敏感机理的频谱特性分析

实验制备并测量了结露型湿度传感器在不同湿度下的复阻抗特性曲线,分析了器件电阻和电容值随频率的变化,获得相应的等效电路并根据测量数据计算了等效电路中各元件的参数,由此得到器件参数在不同湿度下的最大影响因素并据此分析其敏感机理.结果表明,结露传感器在低湿区的电阻主要来源于导电颗粒电阻和颗粒间界面电阻,在高湿区是颗粒间界面电阻以及电极与湿敏膜之间的接触电阻起主要作用,而在结露区则取决于电极与湿敏膜之间的接触电阻.     

微弧氧化机理及电击穿模型

为了研究微弧氧化的基本过程和机理,采用自行设计的气体介质电极击穿放电试验装置,测量了微弧氧化过程中阴极和阳极之间的距离与最低击穿电压的关系曲线,并建立了微弧氧化阳极气泡击穿理论模型和阳极等效电路.结果表明:最低击穿电压Vk值大小随阴、阳极之间距离增大而近似线性增加,微弧氧化膜层是在气泡位于陶瓷层的孔隙处时而生长;阳极气泡击穿理论模型能够合理地解释微弧氧化的基本过程和机理,并为改善微弧氧化工艺和提高膜层性能提供了理论基础.     

基于恒电流源的电阻式气敏传感器检测系统

为保证电阻式气敏元件的高精度检测,设计了一种基于恒流源的气体浓度检测系统。该系统利用恒电流源,使传感元件电阻与电压变化呈线性关系,以提高气敏元件阻值随
气体浓度变化的准确度。恒电流源包括基准稳压电源、电流负反馈电路、稳压二极管和待测气敏元件。经过参数整定,其测电阻范围可达0～1 000 kΩ,平均测量误差小于0.027 2%。利用SnO2传感器检测浓度为0～2 05357 mg/m³的乙醇气体,测量出传感器电阻随浓度增加呈e指数下降趋势,系统最大测量误差小于±1.5%。     

溅射薄膜拉力传感器设计及性能分析

针对热真空环境下的拉力检测,研制了一种基于薄膜溅射工艺的双冗余拉力传感器。主要对溅射薄膜拉力传感器的弹性体结构和应变电阻布局进行了分析设计。针对传感器的零点输出误差设计了零点补偿电路;并对传感器的稳定性处理工艺进行了研究。最终,通过对传感器进行热真空试验,验证了该设计的合理性。实验结果表明,该拉力传感器可在-45℃~+90℃范围内正常工作,灵敏度为13.02 m V/k N,精度高于6‰。     

18声道超声流量传感器模型及测量误差

单声道超声流量传感器在选定的流速剖面,采用声脉冲传播路径上流速获取流体线平均速度,从而积算体积流量。为提高超声流量传感器测量精度,对单声道超声流量传感器的测量误差和不确定性进行了深入分析,提出能够精确反映声程线速度的多声道测量方式。根据Gauss积分准则给出一种18声道超声流量传感器换能器结构布局,建立时差式双传感器超声流量测量理论模型。讨论安装角度、轴向位置、轴向角等对传感器性能的影响。该模型应用于某大流量水轮机效率模拟测量工程,测试试验结果与理论模型分析计算结果一致,测量精度显著提高。     

使用兆欧表对绝缘电阻实施准确测量的探讨

绝缘电阻用来决定电气设备绝缘系统质量及环境条件可能造成的任何降低绝缘的预兆,绝缘电阻随电压增加而迅速地下降。本文依据兆欧表的基本原理,着重讨论了兆欧表在使用前应做的准备工作、影响绝缘电阻测量数据准确性的因素和在测量容性负载阻值时,绝缘电阻测试仪输出短路电流大小与测量数据的关系。     

静电除尘器飞灰颗粒除尘特性的数值研究

针对350 MW超临界热电机组静电除尘飞灰颗粒除尘系统,基于FLUENT软件,采用κ-ε双方程湍流模型,三维数值研究飞灰颗粒的除尘特性。研究了粉尘比电阻、颗粒粒径、流速以及电压对静电除尘器除尘效率的影响规律。研究结果表明:除尘器飞灰颗粒收尘效率随比电阻的增大而减小;放电电压、颗粒粒径和烟气流速对静电除尘器的影响很明显。收尘效率随放电电压提高而增大;颗粒粒径越大,收尘效率越高;降低烟气流速,提高颗粒物的收尘效率。研究结果可为电站飞灰粉尘超净排放技术改善提供依据和方法。     

基于恒流电桥的SnO2气体传感器动态测试系统

为了准确测量室内苯气体含量,设计了一款基于恒流电桥的SnO2气敏传感器苯气体动态智能测试系统．并以C8051F020微处理器为核心,设计了恒流电桥测试电路,实现气敏元件阻值与输出电压呈线性关系．动态加热电路采用微处理器实时监测电源电压,自动调整输出PWM信号占空比,精确控制传感器加热温度,提高气敏传感器检测准确度．结果表明：传感器阻值随气体浓度增加呈乘幂函数衰减规律变化,检测苯气体质量浓度范围为87．86～1757．20mg·m^-3.本系统具有低功耗、高精度、智能化、低成本等特点．     

电阻应变式压力传感器的电测公式

应用弹性力学理论和电测理论,从电阻公式出发,导出了一股箔式电阻应变片电阻的变化率与弹性元件表面应变分布的关系。得到电阻应变式压力传感器的电测公式。为验证公式,设计并制造了测量范围在 0—0.5MPa的φ6电阻应变式压力传感器。对其在加载情况下进行输出电压的测量,结果与本公式计算的结果符合得很好,误差<5％。     

温度和湿度对Nafion膜氢传感器性能的影响

系统研究了以Nafion112膜为电解质的氢传感器在不同工作环境下的氢敏感性能. 结果表明,以Nafion112膜为电解质的氢传感器对氢具有很好的敏感性,可以实现微量氢气泄漏的快速检测. 该传感器在氢气体积分数为(500～3000)×10-6时的响应电压与氢气体积分数的对数呈线性关系,为标定不同环境下氢气含量与传感器响应电压的对应关系提供了依据. 在相同湿度条件下,传感器响应电压随温度的升高而下降. 湿度对传感器响应电压的影响与温度相关:温度较低时,响应电压随湿度的增加而下降;温度较高时,响应电压随湿度的增加而升高.     

有机废气净化生物膜滴滤塔代谢产热的理论模型

将生物膜滴滤塔内的多孔填料简化为由多个管内覆盖有生物膜的竖直毛细管并行排列构成的填料，建立了一个净化低浓度有机废气的代谢产热毛细管模型.在模型中，首先，结合生化反应动力学理论，考虑气液界面、液膜和生物膜内的传质阻力以及氧对微生物生化反应的限制，获得了污染物在生物膜滴滤床内的浓度分布；再运用生化反应代谢产热理论，考虑生物降解和液膜的导热热阻，建立了生物膜和气液两相中的能量方程；最后，对方程进行离散迭代求解，获得了生物膜滴滤床内的温度分布.理论模型预测结果与实验值基本吻合. 计算结果表明：气液流量一定，结构参数不变时，进口污染物浓度越高，滴滤塔出口气体温度也越高；污染物进口浓度一定时，滴滤塔出口气体温度随气体流量的增大而上升，而随着液体流量的增加而下降.     

固-液两相流充填管道输送冲蚀磨损数值研究

 为探究充填管道在输送过程中的冲蚀磨损机理, 基于工程流体力学理论及颗粒输送力学模型, 引入离散颗粒轨道模型、塑性冲蚀磨损模型, 对某矿山复杂充填管路条件下浆体特性对管道冲蚀磨损影响进行研究。结果表明, 浆体流速、黏度以及颗粒尺寸对管道冲蚀磨损影响显著, 颗粒形状影响较弱。高流速下, 弯管磨损最为严重, 直管段磨损较轻且分布较为均匀, 流速降低, 主要磨损部位偏向弯管出口部位;弯管部位最大磨损值在15°~30°以及60°~75°之间;此外, 粒径较小时, 磨损严重程度随粒径增加而增大, 粒径达到600 μm 后, 最大磨损值随粒径增加呈现下降趋势。     

基于CAV444的无接触式电容角度传感器

针对传统的差动式电容角度传感器的线性度不高和测量精度低的缺陷,设计了一种新型的无接触式电容角度传感器.通过CAV444芯片把该传感器的电容变换量转换成差分电压输出,经过放大电路处理后,经A/D转换,利用单片机读取与角度相对应的电压值.实验结果表明,该电容角度传感器实现了对角度的精确测量,能够得到线性输出的电压值.     

三维测力装置维间耦合效应试验及解耦方法

为实现转向架试验台载荷测量功能,提升转向架参数测定精度,设计了多测力传感器并联的三维测力装置,对其测量原理进行理论分析并搭建了惠斯通电桥测量电路.三维测力装置属于切应力传感器,分析表明其测量电路输出电压与载荷有确定的线性关系;进行了三维测力装置单轴加载的静态标定试验,分析了单轴加载的输出特性及其载荷测量的维间耦合效应,...     

微管道内剪应力传感器的研制与优化

基于微机电系统(MEMS)微加工工艺,开发了一种能够测量微管道内壁面剪应力的热式传感器,以多晶硅为热敏元件,在低阻硅衬底上形成多孔硅膜隔离硅衬底损耗. 利用水浴加热方法测量得到电阻温度系数为0.21%/℃. 采用数值模拟的方法对剪应力传感器进行了热分析,探讨了提高剪应力传感器灵敏度和线性度的方法,为优化其设计和使用提供了理论基础. 数值模拟结果表明:随着微管道深度的增加,传感器灵敏度提高,但线性度下降.     

出渗对大颗粒泥沙周边水流结构及受力影响试验研究

为探讨出渗对大颗粒泥沙周边水流结构的影响,采用二维粒子图像测试技术对颗粒周围流场进行测量.通过分析不同出渗强度下颗粒周围立面流场结构,探究出渗作用下颗粒周围水动力结构.试验结果表明:出渗能够抑制颗粒尾部回流区的形成,减小回流区内负向流速大小;同时,尾涡尺寸随出渗强度的增大而减小,当出渗强度增加到一定值(v_s/U=0.65%)时颗粒尾部已不能形成尾涡.颗粒迎流面水流分离点即是产生"涡量源"的位置.出渗不断透过床面向上补水减小了流速变化梯度,从而导致负向涡量随出渗的增大而减小.对大颗粒的受力分析发现,颗粒平均起动流速随着出渗流速的增大而减小.     

桥补结合电路技术在力传感器中的应用及分析

由电阻应变式构成的传感器或是组成的测力装置系统中,在利用反馈补偿手段进行测量惠斯顿电桥输出方法时,用于补偿桥路输出的应变电压的补偿电压取之于被测桥路,桥路信号经与补偿信号作矢量叠加便产生桥补结合的效果。电桥信号经过这样处理后,可使被测桥路不会产生非线性现象、桥压变化不影响测量精度等一些优点。     

一种消除分布电容影响的电阻测量方法

提出一种变频电阻测量方法,选择两个合适频率的交流方波施加于由电极组成的分压电路上,调出分压电路输出精密整流滤波后的直流电压,通过解方程组求出分压电路时间常数τ,然后求得被测电阻值,这种方法有效消除了电容对电阻测量精度的影响．推导出了输出直流电压与被测电阻及电容之间的关系表达式．同时运用比例法有效地消除了交流方波幅值对测量精度的影响．实验结果表明,在分压电阻100kΩ下,电容在500—8000pF,被测电阻在1kΩ～1MΩ的测量精度小于1％．     

应变测量中单臂电桥输出的线性化处理

普通单臂电桥的输出电压与应变是非线性关系,在电阻变化率△R/R较大时,其非线性误差就会大大增加,严重影响到测量精度.作者分析了产生非线性输出的原因,并从电路和软件两方面研究了减小或消除非线性误差的方法.探讨了恒流源测量电路、反馈电压补偿电路、可变电压源供电电路和有源网络差分电路等四种线性化处理电路;同时提出了用计算机软件来处理非线性误差的理论方法,并设计出相应的程序.这些线性化措施在一定程度上保证了应变测量的准确度.     

硅压力传感器基座受力变形时的输出性能

为分析硅压力传感器基座受力变形对传感器输出性能的影响,首先利用弹性力学理论和板壳理论分析推导了压力传感器方形膜片应力分布,为力敏电阻在应变膜上的布置提供依据;再利用ANSYS进行分析模拟,探究了传感器基座结构变形对应变膜应力差的影响;然后针对减小基座受力变形对芯片受力的影响,对基座结构进行适当优化,并对比仿真分析的结果;最后通过实验测得优化前后的传感器输出数据.结果表明,传感器基座结构优化后,传感器硅芯片中心最大变形量从2.172μm降低到1.819μm,输出误差从0.95%下降到0.60%.