不同温度下空气比热容比测量装置的研究

针对大学物理实验现有测量空气比热容比装置存在的不足,研制了可测量不同温度下空气的比热容比的装置,包括贮气瓶、压力传感器、温度传感器及水浴系统.该装置可使贮气瓶内空气保持在30～90℃之间的任一温度.每隔10℃测量空气的比热容比值,实验结果表明空气比热容比随温度上升而下降.     

多测点智能温度传感器设计

针对广泛应用的温度检测,设计了一种多测点智能温度传感器。该智能温度传感器将多个常规温度传感元件、信号调理电路、带数字总线接口的微处理器连接起来,利用三维单片智能传感器结构集成在一块硅基片上,实现了三维集成多层结构。同时智能温度传感器利用信号幅度、变化趋势、多测点冗余故障判决和传感信息融合方法,在实现传感故障诊断的同时提高检测准确度。     

霍尔传感器温度漂移补偿电路设计

霍尔传感器作为一种半导体器件,其灵敏度随着温度变化而产生漂移的特性,限制了其在高精度磁场测量场合的应用。传统的温度补偿方法虽然对温度变化的一次项进行了完全补偿,但是却引入了温度变化二次项的误差。因此,对于温度变化显著的高精度测量场合,传统温度补偿法将不再适用。设计了一种闭环反馈电路,通过温度传感器采集温度信号,与信号处理电路的最终输出信号进行运算后送回信号处理电路的输入端进行补偿,而并不是简单地将温度信号与霍尔信号的输入信号进行相加后送入信号处理电路。仿真分析结果表明,通过调节补偿电路的反馈比例系数与霍尔芯片温度漂移系数,可以完全补偿霍尔芯片的灵敏度漂移。因此,这种闭环补偿方法可以不引入与温度变化二次项有关的误差,消除因温度变化产生的漂移,不仅适用于霍尔传感器,也适用于其他会随着温度漂移的传感器。     

温度传感器的接口电路

一、引言能接收外界的有关信息而产生相应输入信号的装置或设备通常都可以称为传感器。温度传感器是一种重要的传感器,在生产、社会、实践上有大量的用途。目前比较常用的温度传感器主要有酒精温度计、水银温度计、热电偶、测温电阻、热敏二极管、集成电路测温器、红外线温度传感器、光测高温     

用压力传感器和温度传感器测量绝对零度

介绍用绝对零度球体与压力传感器和温度传感器配合,在定容条件下测量气体的压强与温度,采用外推法估算理想气体可以达到的最低温度(绝对零度)的摄氏温度值,替代原先用玻璃管测体积和水银温度计测温度。使用新的绝对零度实验装置,可以更明显地观察分析热力学现象,并使测得的绝对零度值较为精确。     

基于单片机的光纤半导体温度传感器的研究

提出了一种基于单片机技术的光纤半导体温度传感器.利用GaAs晶体对光的吸收率与温度所存在的确定关系进行测温,并采用单片机进行信号检测与信号处理.实验表明,所研制的传感器具有较高精度,精度为0.2℃(-50～150℃).现场试用情况表明,此光纤半导体温度传感器具有较高时间稳定性、高重复性、高可靠性、高性价比等特点,是一种应用前景广阔的传感器.     

聚酰亚胺涂覆的光纤宏弯温度传感器

为了提高光纤宏弯温度传感器的性能,提出了一种基于聚酰亚胺(PI)涂覆的新颖光纤宏弯温度传感器。利用基于纤芯-包层-无限涂覆层结构的光纤弯曲损耗-温度测量方法确定了传感器的光纤弯曲半径,将PI薄膜涂覆在1060-XP光纤包层外获得了新型的光纤宏弯温度传感器。该传感器的温度传感实验结果表明,PI涂覆不仅能提升光纤的机械性能和耐热性,还可实现温度灵敏度和温度测量分辨能力的显著提高。该新颖的光纤宏弯温度传感器可实现-20～100℃的宽温测量范围,温度灵敏度为0.072 dB/℃,分辨能力为0.14℃。与其他光纤宏弯温度传感器相比,所设计的传感器的温度传感性能显著提高。     

基于模糊PID的UEGO传感器控制方法研究

宽域废气氧(Universal Exhaust Gas Oxygen,简称UEGO)传感器具有较宽的空燃比测量范围,广泛地应用于稀燃发动机空燃比控制系统。UEGO传感器需要配套控制器才能正常工作,通过控制传感器的温度和泵电流,实现空燃比的测量。然而,UEGO传感器温度具有非线性,泵电流参数存在摄动,给其控制带来了困难。为了缩短冷启动时间,采用斜坡加热与模糊PI相结合的分段温度控制策略,以克服温度的非线性和冷启动的加热限制;采用基于OE模型的系统辨识法,建立不同工况下的泵电流模型,据此采用模糊PID的控制方法提高泵电流的控制精度与响应速度,克服泵电流参数不确定性的影响,从而提高传感器的动态性能。在空气环境和混合气配气平台上进行实验,结果表明：UEGO传感器冷启动时间少于20s,温度控制精度较高,泵电流调节时间为191ms,动态响应速度快、抗干扰能力强。     

一种测量温度和流速的光纤光栅传感器

提出一种基于铝片的测量温度和流速的光纤布喇格光栅(FBG)传感器。采用一种耐高温胶将光纤布喇格光栅封装在一小铝片上，经过高温固化处理，可保持光纤光栅传感器的稳定性。通过-20℃～100℃温度实验，得到该传感器的温度灵敏度系数为0.0392nm/℃,是封装前的3.5倍，且传感器温度响应保持了很好的线性和重复性。从水温14.5℃时的流速实验中得到水流速在0～20m/s范围变化时，FBG峰值波长漂移了0.13nm,验证了此光纤光栅传感器测量流速的可行性。试验结果表明，该传感器既可以作为温度传感器，又可以作为流量传感器，并且制作简单，成本较低。     

基于光纤光栅倏逝波传感器的成品油挥发气体温度检测

由于具有易燃、易爆特性,故成品油挥发气体的温度检测具有重要的实际意义,而作为绝缘器件的光纤光栅传感器在此传感领域具有天然的优势。本文在实验上设计了一种基于腐蚀光栅(Etched Fiber Bragg Grating)的温度传感器,并将其用于空气、柴油和汽油挥发气体的温度测量。推导了腐蚀光栅的反射波长随温度变化的理论表达式,并与实验现象进行了对比。理论结论与实验结果吻合。同时实验发现,气体的温度变化与光栅波长的漂移量呈现良好的线性关系,表明FBG倏逝波传感器完全适用于测量成品油挥发气体的温度。     

一种高精度电容性微小变化量液压变送器

为测定流体压强的微小变化,提出一种基于平行板电容器原理的微小液压变送器设计方案,直接将压强变化量转换成频率信号变化量。该方案将平行板电容器作为传感器与温度传感器一并封装于管体内,同时电容器作为信号变送器的一部分实现电容-频率转换,变送器管体设有透明观察窗口用以直接感知液位的变化。实验结果表明,可实现静态压强和动态压强的高精度测量,测量精度达0.26Pa/Hz,具有装置简单、易操作、重复性好等特点。     

电控发动机喷油脉宽的分析

本文介绍了利用喷油脉宽大小的变化来分析电控发动机电控系统、燃油供给等系统故障的一种方法,在汽车故障检测与诊断中有着广泛的应用。     

光纤光栅温度传感器溯源性标定方法的研究

针对光纤Bragg光栅(FBG)温度传感器的溯源性标定问题,研发了一套光纤温度传感仪表智能检测平台,对FBG传感器进行在线校准。检测平台同步分析传感器标定过程中波长变化量及量值转换后物理参量变化量,并利用最小二乘法拟合得出传感器静态标定指标。通过对标定过程中不确定度的分析,将标定结果溯源到国家基准。实验结果表明,通过光纤温度传感仪表智能检测平台标定得到的FBG温度传感器的灵敏度为9.824×10-3nm/℃,线性度为99.91%,校准装置的测量不确定度为0.1℃。     

四气门发动机可变涡流稀薄燃烧特性研究

本文研究了可变涡流对四气门发动机稀薄燃烧特性的影响情况。在稀薄燃烧情况下,发动机负荷大小对CO和HC排放的影响不大,对NOx排放的影响主要表现在对13～17空燃比范围内NOx排放的影响,负荷越大,NOx排放越大;对空燃比小于13或大于17以后的NOx排放影响较小。阀片位置对发动机排放特性的影响较小,对发动机的燃油经济性存在一定影响,这是因为不同阀片位置的进气涡流比不同所致,同时也表明较强的涡流运动对燃油经济性更有利。涡流运动在不同转速条件下对发动机燃油经济性的影响情况不同,它更有利于改善低速条件下的燃油经济性。     

燃油涡轮流量传感器故障仿真及试验研究

在进行无人机燃油流量检查过程中,发动机在低转速下试车,燃油流量测量结果与理论值相差甚远。为定位并分析故障产生原因,基于simulink建立了燃油涡轮流量传感器数学逻辑模型进行故障仿真。仿真结果表明,外界磁场通过燃油涡轮流量传感器内部线圈耦合产生干扰信号,进而转换为干扰脉冲,使得脉冲频率增大。在燃油测试台上利用线圈瞬间通/断电模拟外界磁场干扰进行验证试验,进一步验证了仿真结果的正确性。对磁-电式涡轮流量传感器排故工作具有指导意义。     

基于PDMS膜封装空芯光纤的级联双腔温度传感器

提出并制备了一种基于聚二甲基硅氧烷(PDMS)膜封装空芯光纤的级联双腔温度传感器。该传感器由空气腔(FP1)和PDMS腔(FP2)级联而成，且PDMS腔长度远小于空气腔长度，从而使该传感器满足游标效应产生条件[FP1腔与复合腔FP3(由FP1和FP2组成)的光程接近]。当外界温度变化时，PDMS膜向两侧膨胀，导致FP1腔和FP3腔的干涉谱向相反的方向移动。实验结果表明，FP1腔和FP3腔干涉谱产生了游标效应，干涉谱包络明显；在50～60℃范围内，温度灵敏度达到1.32 nm/℃,该结果与理论分析结果相符。该传感器具有体积小、结构轻、灵敏度高、制备简单等优点，在化学、生物、医疗等领域具有潜在的应用价值。     

基于TEDS接口的智能传感网络系统

为了扩展测试系统挂接传感器的数量,使不同类型传感器在配置时实现即插即用,提出了一种基于TEDS接口的智能传感网络系统;此网络系统采用温度传感器和倾角传感器分别对-55～+125 ℃环境温度和-90°～+90°的倾角进行实时测量;通过TEDS(Transducer Electronic Data Sheets)技术实现了传感器的智能化要求;传感器采集到的信号,经过FPGA进行相关的处理,通过RS485总线传输到总的网络适配器,网络适配器的控制单元通过USB接口上传给上位机;实验结果证明,温度测量精度达到0.1 ℃,倾角的测量精度达到0.5°,验证本系统的稳定性和可靠性。     

光子晶体的相位特性在高灵敏温度传感器中的应用

对含耦合缺陷的不对称结构光子晶体的研究发现,其缺陷模频率附近的反射率接近于1,而缺陷模频率附近反射光的相移随频率迅速改变;当缺陷层为折射率的温度敏感材料时,温度的极微小变化就能使处于缺陷模频率的反射光相移发生很显著变化.根据这一原理,设计了高灵敏高分辨率的相位温度传感器.以高灵敏高分辨率的温度传感器为例,介绍高灵敏高分辨率的相位传感器的工作原理. 关键词： 光子晶体 相位 传感器     

碳纳米管柔性应变传感器的研究

<正>传感器(sensor),顾名思义,是一种传递"感觉"的仪器;所谓"感觉",就是各种物理、化学信号。传感器可以将某种物理信号转换为另一种可观察或者可测量的(电、光)信号。水银温度计可以看成一种最简单的传感器,它利用水银热胀冷缩的特性把温度转换为水银柱的高度,人们通过观察水银柱的高度就可以间接地、定量的测知温度值。常用的传感器有温度传感器(热敏电阻、热电偶)、压力     

数字式横风传感器设计与实现

基于风洞实验提出了一种自动监测横风风速及风向的设计方案,研制出一种数字式横风传感器;通过建立数学模型,重点分析讨论了气流压差和空气密度对横风风速的影响,依据空气动力学相关理论推导出横风风速计算公式,给出了设计参数并进行了实验验证;简要介绍了传感器硬件电路结构和工作原理,以及下位机软件程序设计;差压传感器通过横风探头感应气流变化采集压差信号,温度传感器监测环境温度,通过查表法得到空气密度,微处理器MSP430结合气流压差和空气密度计算出风速;采用IIR数字滤波算法,有效抑制了压差信号的高频噪声干扰;通过异步通信方式对传感器进行零点标定,消除零点漂移。