单片型像素探测器及其应用研究进展

单片型像素传感器将传感器和读出电路集成在同一硅片上,具有低物质量、低组装工作量和低成本的优点.近年来,单片型像素传感器在高能物理实验领域得到越来越多的关注,并已成功应用于STAR和ALICE实验中.通过商用CMOS集成电路技术和针对传感器的工艺优化,单片型像素传感器在抗辐照性能、空间时间分辨率、功耗和芯片面积等方面都取得了重大进展.本文旨在介绍单片型像素传感器及其研发过程中需要考虑的重要指标参数,并结合新工艺、新传感器结构和新读出架构对其研究进展进行概述.     

应变片检测方法的低通特性

对应变片检测方法的动态特性进行研究,了解其获得试件高频率域动力学特性的可行性.通过建模并定性分析,表明应变传感器系统具有低通特性.比较由试验获得的振动加速度传感器信号和应变传感器系统信号在时域、幅值域、频域三域中的差异,证明应变传感器系统具有低通特性.因此,使用应变传感器系统检测高频动态信号,高频信息将被衰减,大部分频谱信息将被丢失.     

应变片压力传感器变送电路的设计

电阻应变片压力传感器在实际工程中应用较广,本文采用XTR106芯片设计出低功耗、低漂移、低失调增益非线性可调的应变片压力传感器的变送电路.     

传感器网络数据管理系统面临的挑战

随着通信技术、嵌入式计算技术和传感器技术的飞速发展和日益成熟,具有感知能力、计算能力和通信能力的微型传感器开始在世界范围内出现。这些微型传感器构成的传感器网络引起了人们的极大关注。由于无线网络的节点移动性、低带宽和断接性等为我们带来了新的挑战。     

无线传感器网络应用于环境监测系统

无线传感器网络在环境监测中发挥着重要的作用,而无线传感器网络要求传感器节点体积小、功耗低、成本低和节能等特点,这要求传感器网络需要通过一些技术来实现这些特点。本文重点介绍了节点部署、能量管理、通信机制、远程任务控制和数据采样与收集几种关键技术。     

红外甲烷传感器与催化甲烷传感器性能比较研究

本文通过对采用红外技术设计的GJG4（A）红外甲烷传感器与采用催化元件设计市场主流甲烷传感器进行了井下实验对比的研究,得出利用红外技术原理设计甲烷测量传感器和传统催化元件设计的甲烷测量传感器具有响应时间快,反映灵敏,标校周期长,稳定性高,维护费用低的优点,成功解决了现有矿用瓦斯检测传感器存在响应速度慢,选择性差,测量精度低、受硫化氢气体的干扰大,高浓度瓦斯易造成中毒而无法恢复,使用寿命短,标定周期短的缺陷。     

浅谈基于MSP430和nRF905的无线传感器网络设计

0引言无线传感器网络已经成为国内外研究的热点,在军事、工农业、城市管理、生物医疗、环境监测、抢险救灾、远程控制等许多领域都有着广泛的应用前景。无线传感器网络的设计要遵循微型化、多功能化、智能化、网络化、无线化,低功耗的原则。利用MSP430微处理器功耗低的优势和nRF905无线收发芯片功耗低、控制简单的优点,MSP430+nRF905的组合特别适合于低功耗、短距离、小数据量的无线传感器网络。1硬件设计1.1网络结构整个网络主要由一个sink(数据汇集点)节点和多个传感器节点     

基于UHF RFID的钻井传感器信息管理系统设计

现有的钻井传感器信息管理采用纸质报告、条形码、磁条识别等传统方式,可靠性低,效率不高,针对这些问题,研制基于UHF(Ultra High Frequency,UHF)RFID(Radio Frequency Identification,RFID)的钻井传感器信息管理系统,该系统将RFID技术、数据管理、信息网络化等技术综合应用到钻井传感器信息管理系统中,通过网络通报传感器的各项信息,为钻井传感器的管理、维护、检修等提供数据依据和技术支持,提高了钻井传感器信息现代化管理水平。     

PBI半固态和全固态氧传感器的研究

首次用聚苯并咪唑作固体电解质，制成控制电位电解法半固态和全固态氧传感器，发现该类传感器具有响应快，稳定性好，低的底电流的噪声，低的温度系数等优点。     

基于串行扩展技术的霍尔液位传感器

目的针对低精度的液位测量,设计一种液位测量传感器。方法利用开关霍尔元件和串行扩展技术。结果设计了测量电路、信号处理电路和软件。结论传感器性能稳定,设计方案可行。     

采用数据融合处理技术提高传感器的可靠性

对非目标参量敏感的传感器性能（如可靠性和精度）通常是比较低的。文中提出采用数据融合处理技术检测影响传感器性能的诸多非目标参量,降低传感器对温度、湿度以及电原电压波动等非目标参量的交叉灵敏度,提高传感器的可靠性与精度。     

放置式涡流检测传感器的设计与制作

为了解决航空维修中涡流检测传感器灵敏度低、可达性差的难题，根据涡流环理论，结合航空零件的特点，设计了一套涡流检测传感器。实验应用表明：新设计的传感器具有灵敏度高、可靠性和稳定性好、检测可达性好的特点。     

光子晶体光纤光栅在传感器系统中应用研究

光子晶体光纤光栅是一种新型的无源器件,可广泛用于光纤通信系统、光脉冲压缩、传感器及滤波装置中.采用耦合模理论对光脉冲在光子晶体光纤光栅中传播进行分析,给出光子晶体光纤光栅的制作方案,提出了光子晶体光纤光栅在压力传感器、折射率传感器、应变传感器和射流传感器等方面的具体应用.光子晶体光纤光栅对温度的敏感性比传统单模光纤传感器要低2至3个数量级,光子晶体光纤光栅传感器系统不需要温度补偿,传感器系统更为简洁而具备充分的优越性.     

长周期光纤光栅薄膜传感器研究

采用耦合模理论建立了长周期光纤光栅薄膜传感器的理论模型,分析了其传感机理,并进行了实验研究,给出了初步的气敏实验结果．研究结果表明,光纤光栅包层外所镀敏感薄膜的光学参数(厚度和折射率)与传感器的灵敏度高低有直接关系,传感器的结构优化非常必要．长周期光纤光栅薄膜传感器具有薄膜传感器和光纤传感器的优点,具有广阔的应用前景．     

反馈式巨磁阻抗弱磁传感器的设计与实现

为提高基于巨磁阻抗(GMI)效应的弱磁传感器的性能,该文研究了Fe基非晶带在纵向激励下的GMI特性.建立和分析了传感器反馈模型,设计了反馈式GMI弱磁传感器.由CMOS集成反相器组成脉冲激励电路,由峰值检波电路、低通滤波电路、差分放大电路及电压跟随器组成信号调理电路,由仪用放大器、低通滤波电路、电阻和电感组成负反馈电路.利用亥姆霍兹线圈和标准恒流电源组成标定系统,对该传感器进行了加反馈和不加反馈两种情况下的对比测试.实验结果表明:在外加磁场强度为-2.5～2.5Oe范围内,该反馈式GMI弱磁传感器较无反馈的GMI弱磁传感器的线性度指标提高了41％;传感器输出的漂移在不加反馈时为10～20 mV/h,加入负反馈后在无外加磁场时为2 mV/h,在外加磁场强度为2.5Oe时为3 mV/h;传感器的截止频率在未加反馈时约为2 kHz,加入负反馈后提高到了4 kHz以上.     

集成传感器芯片的封装应力分析

针对集成传感器芯片封装粘贴过程中的残余应力影响器件性能的问题，使用有限元方法对环氧粘胶粘贴集成传感器芯片产生的封装残余应力进行了分析．采用有机层压板作为封装基板，仿真计算了环氧粘胶的杨氏模量、厚度和溢出厚度的变化对集成传感器性能的影响，同时对集成传感器进行了封装实验．实验测量与仿真结果的比较分析表明：通过选择低杨氏模量的环氧粘胶、增加环氧粘胶厚度和增加环氧粘胶的溢出厚度可以减小封装应力对集成传感器的影响，而且封装应力对其中压力传感器的影响远大于对温度和湿度传感器的影响．分析结果对集成传感器的封装应用具有一定的参考价值．     

传感器故障在线诊断和信号恢复的两级神经网络方法

目的研究控制系统中传感器软硬故障诊断和信号恢复．方法提出一种两级神经网络（ＮＮ）包括一个主神经网络和若干个局部神经网络方法．主神经网络负责诊断传感器故障,其输入为各传感器在时刻ｔ的信号,输出为各传感器在时刻ｔ＋１的信号．各局部网络负责传感器故障诊断和信号恢复．每一个局部网络对应一个传感器,局部神经网络输出为相应的传感器在时刻ｔ＋１的信号,其输入为其余传感器在时刻ｔ的信号．各网络均采用先学习,后工作的在线学习方法．结果与结论所述方法具有在线学习、故障误检率低、可以诊断多个传感器软硬故障的优点．对气垫船中传感器软硬故障诊断的仿真结果表明,该方法是行之有效的．     

一种新颖的光纤环行腔式电流传感器

聚焦光纤电流传感器中电流灵敏度低的问题,提出新的光纤环行腔式电流传感器.该电流传感器将光纤环行腔与电流传感器结合在一起,采用脉冲光作为检测信号.利用脉冲信号在环行腔内多次通过传感头的特点,有效提高系统的电流灵敏度.该结构与传统光纤电流传感器相比,并且具有结构简单、装配容易、成本低等优点.     

以环形振荡器作为敏感单元的加速度传感器

为了解决传感器的数字化,提出了一种新的数字加速度传感器。它是由两个环形振荡器和一个混频器组成的频率输出型加速度传感器,其敏感元件是做在硅梁上的MOS环形振荡器。该传感器具有准数字输出、灵敏度高、温度系数低以及制作工艺简单等特点,其灵敏度可达到6.91kHz/g。分析了环形振荡器的频率特性,以及环形振荡器谐振频率和加速度的关系,设计并分析了加速度传感器的电路及物理结构,最后给出了试验结果。这种加速度传感器在军事和民用领域有广阔的应用前景。     

改进的低轨凝视传感器覆盖性能网格分析方法

针对天基低轨预警系统主要任务是对导弹目标的中段进行探测和跟踪,研究了低轨凝视型传感器空间覆盖问题。首先根据凝视传感器作用距离和光轴转向建立了不同高度下凝视传感器覆盖模型;然后针对网格分析方法的不足,改进了网格划分规则,推导了在不同纬度下网格划分的经度间隔、纬度间隔、网格划分精度之间的函数关系,基于典型覆盖性能指标提出了空间覆盖分析和计算流程;最后通过仿真得出星座对特定空间的覆盖特性,结果证明了空间覆盖模型和改进的网格点仿真方法的有效性。