一种基于电磁感应原理的新型角度传感器

针对传统旋转变压器价格较高,体积大,较为笨重,难以小型化等问题,提出一种基于电磁感应原理的新型角度传感器的设计与实现。该文重点阐述了该角度传感器的实现原理,详细介绍了硬件电路设计和软件设计。设计的角度传感器分辨率能达到21位,精度±40",具有很好的应用前景。     

测量飞机油量的电容式传感器设计

本文介绍了利用电容传感器测量飞机油箱内油量的原理,阐述了电容式传感器的结构设计,从理论上定量地分析了该电容传感器测量油量时产生的测量误差,这对提高油量测量系统的测量精度、减小测量误差提供了理论依据.     

一种基于光学杠杆的新型精密角度传感器研究

在精密角度传感器中,灵敏度和噪声性能是影响传感器精度的主要因素.为了提高角度传感器的灵敏度和噪声性能水平,采用以光学杠杆为基础,与萨格纳克效应(Sagnac)干涉仪结合的方法来建立一种新型的精密角度传感器.Sagnac干涉仪的干涉图样在相消干涉时对2个相干光束的光路差很敏感,而光学杠杆又可将光路差放大,从而提高灵敏度.同时,Sagnac干涉仪的相消干涉能抑制某些噪声源,从而提高噪声性能.通过实验仿真,验证了这种方法构建的精密角度传感器具有较高的灵敏度和噪声性能水平.     

一种新型电容式压力传感器

提出了一种新的电容式压力传感器.传感器结构为由Al/SiO2/n-type Si等三层方形膜构成的固态电容.传感器采用pn结自停止腐蚀和粘结剂键合的方式制造,制造过程仅需三块掩模板.对不同边长传感器进行测试,在410～1010hPa的动态范围,边长为1000,1200和1400靘的压力传感器,相应灵敏度分别为1.8,2.3和3.6fF/hPa.边长为1500靘的传感器,其灵敏度为4.6fF/hPa,全程非线性度为6.4%,最大滞回误差为3.6%.分析结果表明介电常数变化是引起电容变化的主要原因.     

一种基于MEMS芯片的新型地面大气电场传感器

该文基于MEMS电场敏感芯片,研制出了一种新型的地面大气电场传感器,解决了现有场磨式电场仪易磨损、功耗大、故障率高等问题。敏感芯片采用SOIMUMPS加工工艺制备,其芯片面积仅为5.5 mm5.5 mm。该文提出了传感器敏感芯片的弱信号检测方法,设计出了满足环境适应性的传感器整体结构方案,并建立了传感器的灵敏度分析模型。对电场传感器进行测试,测量范围为-50 kV/m~50 kV/m,总不确定度为0.67%,分辨力达到10 V/m,功耗仅为0.62 W。外场试验结果表明,MEMS地面大气电场传感器在晴天和雷暴天的电场探测结果,与Campbell公司场磨式电场仪探测结果都有较好的一致性,说明该传感器能满足预测雷暴要求,实现雷电监测和预警功能。     

一种新型电容式压力传感器

提出了一种新的电容式压力传感器.传感器结构为由Al/SiO2/n-type Si等三层方形膜构成的固态电容.传感器采用pn结自停止腐蚀和粘结剂键合的方式制造,制造过程仅需三块掩模板.对不同边长传感器进行测试,在410～1010hPa的动态范围,边长为1000,1200和1400靘的压力传感器,相应灵敏度分别为1.8,2.3和3.6fF/hPa.边长为1500靘的传感器,其灵敏度为4.6fF/hPa,全程非线性度为6.4%,最大滞回误差为3.6%.分析结果表明介电常数变化是引起电容变化的主要原因.     

一种基于PCB的平面式电磁感应角度传感器

针对传统角度传感器结构复杂、成本高、体积大和环境适应能力差等不足,研究设计了一种基于印制电路板(PCB)技术的平面式电磁感应角度传感器.针对类似结构的传感器中存在的三次谐波误差通过设计线圈结构进行去除.通过开展仿真分析和样机精度实验,验证了传感器的可行性,证明了设计的有效性.     

一种基于双通道旋转变压器的高精度角度传感器

角度传感器是伺服控制系统完成位置闭环,实现精准测量的关键设备,其输出的角度量精度对于系统位置跟踪控制功能的最终效果起着至关重要的作用.该文提出了一种基于双通道旋转变压器的高精度角度传感器的设计与实现,以STM32系列单片机为处理核心,重点阐述了双通道旋转变压器的工作原理,详细介绍了方案设计和软件设计,测试结果表明,设计...     

误差因素对微角度传感器性能的影响

叙述了一种基于光学内反射的非接触式角度传感器的设计原理和特点,分析了该角度传感器的关键器件临界角棱镜的参数设计,着重讨论了临界角棱镜的加工误差对系统特性的影响。通过计算和实验发现,通过控制临界角棱镜的入射中心角误差不大于20",两平行反射表面的一致不平行度误差小于30",以及反射表面的平面度优于λ/4可以使该传感器在3 测量范围内获得0.02"的分辨率。     

集成差分电容式MEMS微型电场传感器设计与研制

在继电保护实际运行中,屏柜内部一些隐性故障将造成压板投退失效,严重威胁着电网的安全可靠运行。为了能够可靠、有效地监测出口压板的带电状态或电气导通性,设计了一种SOI差分电容式MEMS电场传感器。所设计的传感器以微机械元件物理设计为基础,构造出可靠的运行结构,并且依靠一个低噪声、高动态范围的接口IC来完成操作。所设计的接口集成电路在应对脉冲式的间歇性操作的同时,组织互补设备阵列以感应各种不同的测量信号。通过COMSOL Multiphysics仿真实验可以看出,所设计的传感器能够很好地满足压板状态监测的需求。     

低迟滞MEMS电容式气压传感器设计

针对传感器的机械迟滞问题,提出一种减小迟滞偏移的方法,设计了低迟滞误差的电容式气压传感器。使用ANSYS和FLUENT软件模拟电容式传感器的工作性能,分析传感器的温漂特性、电容灵敏度及加热功率与通孔大小的匹配问题。分析结果表明传感器的电容温漂为0.029 fF/K,电容灵敏度为30 fF/hPa;加热空腔气体可以驱动空腔内气压增加20 hPa,超过传感器的迟滞误差范围,为低迟滞误差传感器的设计和结构优化提供了依据。     

一种超小型角速率传感器

介绍一种超小型角速率传感器。内装电子电路的敏感器件的研制成功及分离式结构的采用使得这种传感器具有体积小、重量轻和性能稳定等特点。     

小型三维电场传感器设计与测试

目前电场传感器只能探测大气电场强度矢量一维或者二维方向分量,尚无法精确地反映空中电场强度大小。该文介绍一种结构新颖的小型三维空中电场传感器,由轴向(Z)和径向(X, Y)三路电场测量单元和驱动单元以及电路单元组成,用于探测电场强度的三维方向矢量。在地面实际测试中,传感器输出信号与电场强度的理论关系得到了验证,证明了三维电场传感器结构设计和检测方法的合理性。     

平行平板角位移干涉测量仪的优化设计

提出一种可提高平行平板角位移干涉测量仪测量精度的优化设计方法。对角位移干涉测量系统进行了误差分析,讨论了影响角位移测量精度的主要因素。分析了在干涉仪光路中入射到平行平板上的初始入射角度、平行平板的折射率以及厚度等参数的选取对角位移测量精度的影响。结果表明,优化选取最佳的初始入射角度以及元件参数,并在于涉光路中附加引入一平面反射镜形成光程差放大系统,可实现的角位移测量精度达10~(-8)rad数量级。     

基于灰色预测理论的NGIMU角速度误差补偿方法

无陀螺惯性测量技术是利用加速度计代替传统的陀螺,构成无陀螺惯性测量组合(NGIMU)实现制导的.针对NGIMU中加速度计安装存在位置偏差和角度偏差的实际情况,基于灰色预测理论,提出了一种角速度误差补偿算法.算法利用加速度计的输出得到了上述情况下的角速度误差补偿公式,在传统算法中采用灰色预测方法对角速度进行补偿.最后基于提出的一种九加速度计NGIMU配置方案,组建了实验系统,进行了角度测试实验.实验结果验证了方案的可行性,同时在测试角度为±100°时,经算法补偿后测试精度可提高3°~4°.     

新型三维电场传感器原理及试验结果

目前电场传感器只能探测电场强度矢量一维或者二维方向分量,尚无法精确地反映空中及地面电场强度大小。本文介绍一种新型三维电场传感器,由轴向、径向电场测量单元、驱动单元、电路单元、保温单元组成,用于探测空中及地面环境电场强度的三维方向矢量,克服了目前电场传感器探测电场强度时局限在一维或二维方向矢量的缺陷。在高空低温环境模拟试验中,当环境温度降到-50℃以下时,该传感器的保温单元使传感器内部温度一直处于零上,符合了电路板工作温度范围。在实际电场测试试验中,该传感器的电场测量单元验证了输出信号与电场之间的线性关系,与理论分析相符,证明了三维电场传感器的合理性。     

MEMS硅膜电容式气象压力传感器的研制

基于MEMS的电容式压力传感器以其低成本高性能在气象测量中有着广阔的应用前景。利用ANSYS软件模拟接触式电容压力传感器的工作状态，得到硅膜的形变和应力分布状况。制作流程采用简单标准的工艺：利用KOH各向异性腐蚀进行硅片大面积、大深度腐蚀减薄，分析了其浓度配比对硅面平整度特性的影响，采用阳极键合形成真空腔，试验反应离子深刻蚀形成硅膜的效果。芯片测试结果表明方案可行。     

Low-Cost CMOS Interface for Capacitive Sensors and Its Application in a Capacitive Angular Encoder

A low-cost CMOS integrated interface for capacitivesensors is presented. The interface is composed of two separatechips: a capacitance-controlled oscillator and a selector, whichresult in a structure that is able to measure several capacitancesaccurately and has a microcontroller-compatible output. In thisinterface, even large parasitic capacitances of up to 3 nF betweenthe terminals of the capacitor to be measured and ground areallowed. Prototypes of the interface chips have been fabricatedin a 0.7-µm CMOS process. The frequency of theoscillator amounts to 90 kHz. For the capacitance measurement,the interface has a resolution of 11.3 ppm and a nonlinearityof 300 ppm over a measurement range of 2 pF. In this paper, alsothe application of the interface in an accurate capacitive angularencoder is discussed.     

MEMS硅膜电容式气象压力传感器的研制

基于MEMS的电容式压力传感器以其低成本高性能在气象测量中有着广阔的应用前景。利用ANSYS软件模拟接触式电容压力传感器的工作状态,得到硅膜的形变和应力分布状况。制作流程采用简单标准的工艺:利用KOH各向异性腐蚀进行硅片大面积、大深度腐蚀减薄,分析了其浓度配比对硅面平整度特性的影响,采用阳极键合形成真空腔,试验反应离子深刻蚀形成硅膜的效果。芯片测试结果表明方案可行。     

一种电容式粉末物料料位传感器的设计研究

以中电投青铜峡铝业分公司的氧化铝粉末料箱料位监测为背景,研究设计了一种能连续测量槽内物料高度变化的一种电容式传感器,比较详细地论述了此传感器的工作原理及其结构特点,实验结果显示,此传感器的测量精度能够达到2％。