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基于内置MEMS传感器的单元火工品原位压力监测方法
1
作者 陈絮 吴瑞德 +4 位作者 杨莉 郭晓荣 陈小松 丁茂元 张欣 《火工品》 北大核心 2026年第1期8-13,共6页
为破解单元火工品全寿命周期“不可检、不可修”导致的可靠性评价盲区,本文提出一种“零接口改动”的内置MEMS原位监测技术。以双桥四针电起爆器为载体,在电极塞对称双凹槽内同步贴装SOI压阻压力微传感器与半导体桥发火芯片。标定结果显... 为破解单元火工品全寿命周期“不可检、不可修”导致的可靠性评价盲区,本文提出一种“零接口改动”的内置MEMS原位监测技术。以双桥四针电起爆器为载体,在电极塞对称双凹槽内同步贴装SOI压阻压力微传感器与半导体桥发火芯片。标定结果显示:0~5 MPa范围内传感器平均灵敏度1.636 mV·MPa^(-1),线性度R2≥0.999;1A安全电流下首次捕捉到1.3 MPa热-固体膨胀瞬态峰,揭示桥-药剂界面约束应力机制;5A发火状态下微传感器测得21.7MPa,较侧壁标准传感器高6 MPa,响应滞后<0.3 ms。该方案将传统“桥丝电阻”间接判据升级为“温度-压力”直接物理量,具备通用接口、可扩展、可批量制造等优势,为火工品健康监测与数据驱动设计提供了通用、便携的新途径。 展开更多
关键词 单元火工品 原位监测 MEMS微传感器 热-固体膨胀 压力监测
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基于不锈钢织物蜂巢组织结构设计及传感性能研究
2
作者 卞莹 刘丹宇 +3 位作者 李杰 郝艺 魏取福 吕鹏飞 《化工新型材料》 北大核心 2026年第1期266-270,共5页
柔性传感器因其灵活性、适应性和可穿戴性而被广泛应用于智能可穿戴设备领域。其中织物传感器与其他柔性传感器相比,能够无缝集成到服装和其他纺织品中,进行连续、实时的监测,同时确保佩戴者的舒适度。通过采用不锈钢纱线作为基材,结合... 柔性传感器因其灵活性、适应性和可穿戴性而被广泛应用于智能可穿戴设备领域。其中织物传感器与其他柔性传感器相比,能够无缝集成到服装和其他纺织品中,进行连续、实时的监测,同时确保佩戴者的舒适度。通过采用不锈钢纱线作为基材,结合蜂巢组织结构,制备出高性能不锈钢纱线织物传感器。结果表明:该传感器不仅具有优异的机械性能,而且由于蜂巢组织的结构设计,还具有出色的应力分散能力,确保了在复杂应力条件下的结构稳定性。同时,传感器还具备快速的响应时间和出色的可重复性,确保了在动态环境中提供精确可靠的数据输出。尤其在监测人体关节运动时,传感器展现了精准的实时响应能力,证明其在健康监测领域的巨大潜力。 展开更多
关键词 柔性传感器 不锈钢纱线 蜂巢组织 拉伸传感
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新疆科研人员研发出40μm超薄温度传感器
3
作者 谢慧变 《电子质量》 2026年第1期89-89,共1页
据报道,中国科学院新疆理化技术研究所科研团队近期成功研制出一种高灵敏超薄温度传感器。该传感器厚度仅有40μm——不到头发丝的一半,具备优异的灵敏度和响应速度,有望为下一代电子皮肤、可穿戴设备等柔性智能感知系统提供有力的技术... 据报道,中国科学院新疆理化技术研究所科研团队近期成功研制出一种高灵敏超薄温度传感器。该传感器厚度仅有40μm——不到头发丝的一半,具备优异的灵敏度和响应速度,有望为下一代电子皮肤、可穿戴设备等柔性智能感知系统提供有力的技术支撑。在智能医疗和机器人感知领域,柔性温度传感器需要做得非常薄,才能紧密贴合皮肤或复杂表面。长期以来存在一个技术难题:要使传感器灵敏,材料需要在高温下制备,但柔软的基底又怕高温,这导致超薄传感器很难做到既高灵敏度又柔韧耐用。 展开更多
关键词 灵敏度 科研人员 温度传感器
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融合多传感器数据的采煤机截齿失效诊断方法 被引量：2
4
作者 何武林 彭继慎 《传感技术学报》 北大核心 2025年第2期309-315,共7页
截齿失效诊断需要使用一系列传感特征信号参数来诊断,当多个传感特征信号交互出现后,其相互间形成的干扰将导致无法准确判断截齿的状态。提出一种融合多传感器数据的采煤机截齿失效诊断方法。建立采煤机截齿失效多传感特征融合模型,完... 截齿失效诊断需要使用一系列传感特征信号参数来诊断,当多个传感特征信号交互出现后,其相互间形成的干扰将导致无法准确判断截齿的状态。提出一种融合多传感器数据的采煤机截齿失效诊断方法。建立采煤机截齿失效多传感特征融合模型,完成传感特征融合。建立截齿多传感融合特征样本的模糊隶属度函数模型,按照截齿参数设定变量,获得不同传感特征变量的模糊熵值,线性分析传感融合特征模糊熵值与截齿失效间关系。以截齿失效状态模糊熵值作为基本概率分配函数核,求解将待诊断样本的隶属度函数,对比正常和失效的隶属度特征,实现高效诊断。仿真数据证明:所提方法在空载和正常两种测试情况下的载荷范围诊断误差均在3 N以内,诊断耗时为25 ms。 展开更多
关键词 机械故障诊断 失效诊断 多传感器数据 采煤机截齿 基本概率分配函数 模糊熵值
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基于光纤传感技术在结构性健康监测(SHM)中监测设备的研究运用
5
作者 仁泓杰 魏庭钰 +2 位作者 卢爱乐 李雪梅 韩利红 《中国设备工程》 2026年第4期211-213,共3页
随着我国城市化进程的推进,高层建筑数量的增加,对于建筑物结构安全的智能监测需求呈现出急剧增长的趋势,其重要性也越发凸显。本文基于结构性健康监测(SHM)的理论研究,采用光纤传感技术、太阳能光伏发电技术,并着重强化设备实时更新动... 随着我国城市化进程的推进,高层建筑数量的增加,对于建筑物结构安全的智能监测需求呈现出急剧增长的趋势,其重要性也越发凸显。本文基于结构性健康监测(SHM)的理论研究,采用光纤传感技术、太阳能光伏发电技术,并着重强化设备实时更新动态信息的能力,研发了一种创新型的监测设备,用以改进传统监测设备的灵敏度不足,显著提高监测设备的续航能力和实时更新动态信息能力。在实际现有建筑工程项目施工、老旧小区维护工作中,可以对建筑结构安全进行全面且精准的监测,从而为施工企业和甲方业主单位提供结构监测的技术支持。这一研究成果还具有广阔的拓展领域,可进一步研究在高层建筑、地下建筑工程以及数量众多的公共建筑结构安全监测领域的应用潜力。 展开更多
关键词 结构性健康监测 建筑结构安全 光纤传感技术 太阳能光伏发电技术 实时信息更新动态
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柔顺并联式六维力传感器结构设计与研究
6
作者 王晨 高波 +2 位作者 屈文轩 胡媛 王艳霞 《传感技术学报》 北大核心 2026年第1期34-42,共9页
针对现有Stewart六维力传感器存在装配难度大、需多次标定等问题。首先,以Stewart并联机构及柔性单元为基础,通过等效刚体替换设计了一种柔顺并联式六维力传感器并阐述了传感器的结构。其次,通过螺旋理论建立了传感器的数学模型。利用... 针对现有Stewart六维力传感器存在装配难度大、需多次标定等问题。首先,以Stewart并联机构及柔性单元为基础,通过等效刚体替换设计了一种柔顺并联式六维力传感器并阐述了传感器的结构。其次,通过螺旋理论建立了传感器的数学模型。利用遗传算法优化了传感器的五大结构参数,得到各向同性最优条件下的传感器结构。在此基础上,通过有限元仿真对比分析了优化前后传感器的应力、应变、灵敏度、刚度及其前六阶本征频率。最后,试制了传感器样机,并对样机进行了标定实验和刚度测试,计算了样机的线性度、重复度、迟滞、刚度和灵敏度。通过最小二乘法和RBF网络,得到样机的第I、II类精度误差并分析了样机的耦合特点,验证了设计的可靠性。研究结果表明:所研传感器的测量精度优于0.69%FS,可为多维测力装置的研制提供一定借鉴。 展开更多
关键词 Stewart六维力传感器 遗传算法 数值模拟 柔性单元 灵敏度 精度
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空鼓声振特性的数值仿真及检测方法研究
7
作者 王驰 刘瑞 陈金波 《传感技术学报》 北大核心 2025年第11期2000-2008,共9页
研究声激励下空鼓模型表面振动特性,探究声参量阵在建筑空鼓检测中的应用方法。有限元软件数值仿真了声参量阵远场低频声束对空鼓的激振效果,分析了不同因素影响下声振特性,并搭建空鼓检测实验系统,声参量阵作为激励源激励待测墙面,激... 研究声激励下空鼓模型表面振动特性,探究声参量阵在建筑空鼓检测中的应用方法。有限元软件数值仿真了声参量阵远场低频声束对空鼓的激振效果,分析了不同因素影响下声振特性,并搭建空鼓检测实验系统,声参量阵作为激励源激励待测墙面,激光测振仪对墙面微弱振动进行检测,根据采集到的信号绘制空鼓表面质点振动位移图,判断空鼓的存在性和位置大小。同一模型的仿真和实验共振频率误差不超过300 Hz,空鼓大小估测误差不超过10 mm。结果表明,空鼓缺陷上方饰面砖符合周边固支的弹性薄板假设,空鼓表面振动幅值明显高于非缺陷表面,验证了声参量阵的空鼓检测方法具有可行性。 展开更多
关键词 非线性声学 空鼓检测 有限元仿真 声参量阵
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反溺水智能穿戴设备的研究进展
8
作者 杨瑞梁 刘重言 《天津工业大学学报》 北大核心 2025年第4期83-94,共12页
针对联合国和我国政府对溺水问题的高度重视,从溺水监测方式、溺水报警方式、溺水救助方式等3个角度全面概述了反溺水智能穿戴设备的研究进展,为反溺水研究提供了必要的基础资料,并比较了不同穿戴位置对救助效果的影响,分析了反溺水智... 针对联合国和我国政府对溺水问题的高度重视,从溺水监测方式、溺水报警方式、溺水救助方式等3个角度全面概述了反溺水智能穿戴设备的研究进展,为反溺水研究提供了必要的基础资料,并比较了不同穿戴位置对救助效果的影响,分析了反溺水智能穿戴设备和基于算法的溺水监测系统的不同。总结得出:采用以心率传感器为主的多类别传感器组合其监测效果最准确;根据不同使用场景选用对应的通信方式能够最大化救援效果;将手动气囊集成到自动气囊设备中,可在溺水救援中提供最好的灵活性。本文为反溺水智能穿戴设备的下一代研发及政策制定提供了思路和方向。 展开更多
关键词 反溺水智能穿戴设备 溺水监测 溺水报警 溺水救助
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压阻式纱线传感器的研究进展
9
作者 杨鹏飞 刘皓 《纺织工程学报》 2025年第6期86-96,共11页
近年来,压阻式纱线传感器凭借其高柔韧性、可编织性及轻量化特性,成为可穿戴技术的重要创新方向。针对压阻式纱线传感器,系统综述了工作原理、材料选择(基底材料、电极材料、导电材料)与结构设计(单纤维、交叉排列、加捻),并探讨了其在... 近年来,压阻式纱线传感器凭借其高柔韧性、可编织性及轻量化特性,成为可穿戴技术的重要创新方向。针对压阻式纱线传感器,系统综述了工作原理、材料选择(基底材料、电极材料、导电材料)与结构设计(单纤维、交叉排列、加捻),并探讨了其在健康监测和人机交互中的应用潜力,最后提出了“材料、结构、算法并重发展”的未来方向。未来研究需要通过开发仿生自修复材料、优化低成本制造工艺、集成多模态传感单元,以突破环境敏感性不足、规模化应用有限与功能单一的三重限制,从而推动下一代智能纺织品的发展。 展开更多
关键词 可穿戴传感器 纱线结构 压阻效应 材料选择 机器学习 健康监测 人机交互
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体育运动训练中手持式RFID血糖传感器设计
10
作者 邱增成 吴豪 苗凤娟 《齐齐哈尔大学学报(自然科学版)》 2025年第1期22-26,共5页
设计一种手持式RFID血糖传感器,应用于体育运动训练中对运动员的血糖进行实时监测。将RFID电子标签与STM32微处理器嵌入到血糖传感器中,需要采集运动员的血糖数值时,通过线圈激活RFID标签与传感器,经微处理器将传感器的数据写入RFID标... 设计一种手持式RFID血糖传感器,应用于体育运动训练中对运动员的血糖进行实时监测。将RFID电子标签与STM32微处理器嵌入到血糖传感器中,需要采集运动员的血糖数值时,通过线圈激活RFID标签与传感器,经微处理器将传感器的数据写入RFID标签。需要读出血糖数值时,可无线激活并读取传感器标签中保存的运动员血糖数值,并将具体数值显示在OLED液晶屏上和PC端远程数据平台,不需要使用时使整个电路处于修眠状态,极大程度提高了运动员血糖采集的效率,同时实现了无源、低成本、快速检测。 展开更多
关键词 STM32 RFID模块 血糖浓度监测 无线通信 OLED液晶显示 上位机
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基于非倾角示值的钻孔测斜仪校准方法
11
作者 刘正华 张鑫 +3 位作者 苟家宁 夏玉国 宋潇 刘海波 《科技与创新》 2025年第20期90-93,共4页
目前,测斜仪测量输出量一般都为相对竖直轴的倾角或倾角对应的位移示值,可直接参考JJF 1550—2015《钻孔测斜仪校准规范》进行校准。然而,部分非倾角示值的钻孔测斜仪,其输出量不是倾角示值或倾角对应的位移示值,故不能直接进行校准。对... 目前,测斜仪测量输出量一般都为相对竖直轴的倾角或倾角对应的位移示值,可直接参考JJF 1550—2015《钻孔测斜仪校准规范》进行校准。然而,部分非倾角示值的钻孔测斜仪,其输出量不是倾角示值或倾角对应的位移示值,故不能直接进行校准。对此,提出了根据测斜仪敏感轴输出量与倾角之间的函数关系,设计标校方法并进行实验,建立条件方程组,采用最小二乘约束解算出倾角与输出量的换算参数,解决了非倾角示值钻孔测斜仪的量值溯源问题。为保障其在各种安全监测、灾害预警等重要领域应用时量值准确可靠具有重要的支撑作用。 展开更多
关键词 测斜仪 校准 最小二乘 不确定度
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单模光纤布拉格光栅温度传感研究
12
作者 任国强 张红岭 《机电工程技术》 2026年第1期73-77,共5页
基于光纤布拉格光栅(Fiber Bragg Grating,FBG)波长对外界温度变化的敏感性,提出了一种单模光纤光栅温度测量方法。首先,通过理论分析阐明了FBG的温度传感机理;随后制备了布拉格光栅样品,将其放入恒温箱,改变恒温箱温度并利用解调仪监... 基于光纤布拉格光栅(Fiber Bragg Grating,FBG)波长对外界温度变化的敏感性,提出了一种单模光纤光栅温度测量方法。首先,通过理论分析阐明了FBG的温度传感机理;随后制备了布拉格光栅样品,将其放入恒温箱,改变恒温箱温度并利用解调仪监测波形变化,获取波长与温度的关系后进行线性拟合。结果表明:温度变化引起光栅中心波长漂移,升温灵敏度为9.81 pm/℃,降温灵敏度为11.19 pm/℃,光强受温度影响可忽略不计;温度传感特性拟合曲线线性度达0.99以上,且理论光谱与实验光谱吻合良好。因此,所提温度测量方法有效可行,在电力系统、桥梁结构健康监测等领域具有应用价值。 展开更多
关键词 单模光纤 布拉格光栅 温度传感 灵敏度
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π型悬臂梁结构的光纤氢气传感器增敏机制研究
13
作者 乔亚兴 解智刚 +2 位作者 姜文韬 季子杰 章程熙 《机械设计与制造工程》 2026年第2期138-142,共5页
为提升氢气检测的灵敏度和噪声鲁棒性,提出一种基于π型悬臂梁结构的光纤氢气传感器。传感单元采用钯铜(PdCu)合金作为敏感层,通过微机电系统(MEMS)技术完成结构建模。建立了π型悬臂梁的气体-力学转换理论模型,并利用COMSOL Multiphys... 为提升氢气检测的灵敏度和噪声鲁棒性,提出一种基于π型悬臂梁结构的光纤氢气传感器。传感单元采用钯铜(PdCu)合金作为敏感层,通过微机电系统(MEMS)技术完成结构建模。建立了π型悬臂梁的气体-力学转换理论模型,并利用COMSOL Multiphysics软件对比分析了π型与常规矩形悬臂梁的力学响应特性。仿真结果表明:在相同气体浓度载荷下,π型悬臂梁的形变响应量显著高于矩形结构,最大形变增益达57%,证实其机械灵敏度优势;同时,π型结构的固有频率降低32%,有效拓宽了环境振动抑制带宽。 展开更多
关键词 光纤传感器 π型悬臂梁 氢气传感 微机电系统技术
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基于LoRa技术的铝电解槽槽壳温度传感器网关设计
14
作者 张仿 龚松柏 +1 位作者 赵兴国 郝雷 《科技视界》 2026年第1期23-26,共4页
铝电解槽的槽壳温度与槽内电解质的化学反应状态和热平衡直接相关,是评估电解槽运行状况的重要指标。针对传统铝电解槽槽壳温度测量方法的局限性,本文提出了一种基于远距离无线电(LoRa)通信框架的传感器网关结构,该网关通过时分多址(TD... 铝电解槽的槽壳温度与槽内电解质的化学反应状态和热平衡直接相关,是评估电解槽运行状况的重要指标。针对传统铝电解槽槽壳温度测量方法的局限性,本文提出了一种基于远距离无线电(LoRa)通信框架的传感器网关结构,该网关通过时分多址(TDMA)算法,可在高密度电解槽槽壳温度传感器的通信环境中,满足设备对低功耗、实时性与数据完整性的要求。实践结果表明,本文提出的传感器网关在处理高并发的铝电解槽槽壳温度数据时表现出色,具有较低的延迟和较高的吞吐量,为LoRa技术在工业物联网中的应用提供了新的解决方案。 展开更多
关键词 远距离无线电(LoRa) 时分多址(TDMA) 铝电解槽 槽壳温度
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一种基于STM32微控制器的电阻型湿度传感器校准系统设计 被引量：3
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作者 张鹏 殷家璇 +1 位作者 陶佰睿 李会 《传感技术学报》 北大核心 2025年第1期75-81,共7页
提出了一种基于STM32微控制器的电阻型湿度传感器校准系统,旨在提高传感器的工作性能,特别是要减少因湿滞和温度噪声等带来的误差。主要包括基于PID(比例微分积分)算法与PWM(脉宽调制)控制的饱和盐溶液相对湿度参考标准测试环境,干湿球... 提出了一种基于STM32微控制器的电阻型湿度传感器校准系统,旨在提高传感器的工作性能,特别是要减少因湿滞和温度噪声等带来的误差。主要包括基于PID(比例微分积分)算法与PWM(脉宽调制)控制的饱和盐溶液相对湿度参考标准测试环境,干湿球温度计湿度辅助测试定标系统,以及Buck(降压斩波)开关电源和LDO(低压差线性稳压)电路组成的电源电路、恒温电路、气压检测电路、电机驱动电路和输出显示电路等模块的软硬件设计。最后自制GO/ZnO/PCF(氧化石墨烯/氧化锌/植物纤维素薄膜)电阻型湿度传感器,把该电阻型湿度传感器放置在各相对湿度参考标准测试环境中实时记录传感器输出电阻值并对其进行校准测试,经多轮试验和数据处理,运用二分查找算法获取该传感器对应湿度数据。研究结果表明,所设计的校准系统可以将湿度传感器误差控制在±2%RH内,并在标准湿度测试环境中实现10 s内达到90%的稳定响应。此外,经过误差校准后,传感器恢复至新的稳定状态所需的时间不超过30 s。该校准系统具有低成本、简便操作和便携性等显著优势,具有重要的实用价值。 展开更多
关键词 湿度传感器 校准实验箱 嵌入式系统 PID
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原子层热电堆热流传感器的发展及其应用 被引量：1
16
作者 杨凯 陈曦 +3 位作者 朱涛 陶伯万 赵睿鹏 王辉 《实验流体力学》 北大核心 2025年第2期1-14,共14页
高频脉动热流在高超声速边界层转捩、激波/边界层干扰等气动基础问题的实验研究中非常重要。当前,高频脉动热流测试主要依赖于原子层热电堆(Atomic Layer Thermopile,ALTP)热流传感器。采用金属有机化学气相沉积技术路线,在优化沉积环... 高频脉动热流在高超声速边界层转捩、激波/边界层干扰等气动基础问题的实验研究中非常重要。当前,高频脉动热流测试主要依赖于原子层热电堆(Atomic Layer Thermopile,ALTP)热流传感器。采用金属有机化学气相沉积技术路线,在优化沉积环境条件参数的基础上发展了性能更优的ALTP热流传感器。面向传感器小型化、耐高温、柔性等发展需求,通过导电膜连接将多条YBa_(2)Cu_(3)O_(7)-δ(YBCO)薄膜首尾串联,在保持传感器尺寸不变的同时提高灵敏度系数,为传感器小型化奠定了基础;通过替换常规ALTP热流传感器敏感元的热电材料体系,研制了基于La1-xCaxMnO_(3)(LCMO)的耐高温(超过500℃)ALTP热流传感器样件。针对LCMO的能量输运特点,采用半导体材料性能调控方法,以交替串联的方式延长敏感薄膜的有效长度,进而能在有限的传感器感应面上布置更多的敏感薄膜;以表面经特殊处理的金属薄带为基底替换斜切SrTiO_(3)晶片,发展了柔性ALTP热流传感器,便于开展高频脉动热流的密集点测试以及在复杂曲面等位置布放高频脉动热流测点。传感器应用方面,除在激波风洞等实验环境下开展高频脉动热流测试的应用外,针对薄膜热电阻和同轴热电偶标定环节多、测热结果不确定度偏高等问题,讨论了利用ALTP热流传感器在线标定的可行性;针对高超声速低密度风洞中的薄壁量热计、同轴热电偶和红外热图等测热方式易受噪声干扰、不确定度高以及有效时间短等问题,通过风洞实验验证了ALTP热流传感器在高超声速低密度风洞中长时间中低热流测试的可行性,弥补了现有测热手段的不足。 展开更多
关键词 原子层热电堆 热流 标定 柔性 耐高温 高频脉动
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AgNWs-有机硅改性PU柔性薄膜传感器的制备与性能 被引量：1
17
作者 王澳 钱建华 杨晶晶 《传感技术学报》 北大核心 2025年第2期222-230,共9页
为获得高灵敏度、宽频响范围和化学性能良好的柔性传感器,以聚氨酯(PU)柔性薄膜作为基底,用有机硅对其进行改性,将银纳米线(AgNWs)作为电阻材料制备柔性薄膜传感器。采用一步多元醇法合成AgNWs,制备出平均直径约为66.19 nm,平均长度约为... 为获得高灵敏度、宽频响范围和化学性能良好的柔性传感器,以聚氨酯(PU)柔性薄膜作为基底,用有机硅对其进行改性,将银纳米线(AgNWs)作为电阻材料制备柔性薄膜传感器。采用一步多元醇法合成AgNWs,制备出平均直径约为66.19 nm,平均长度约为104.79μm,长径比最高可达到1876的银纳米线。以聚乙二醇和聚丙二醇为混合软段组分,异佛尔酮二异氰酸酯(IPDI)为硬段组分,用羟烃基双封端聚二甲基硅氧烷进行改性,在最优条件制备聚氨酯乳液和薄膜。再以有机硅改性聚氨酯(Si-PU)薄膜作为柔性基底材料,AgNWs作为电阻材料,组装得到三明治结构的Si-PU柔性薄膜传感器。AgNWs的质量浓度为30 g/L时,所制传感器表面电极附着良好,有较高的灵敏度(GF=21.78),测得方阻最低可达到13.21Ω/sq。 展开更多
关键词 柔性传感器 银纳米线 有机硅 聚氨酯 方块电阻
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高精度MEMS硅陀螺仪接口ASIC设计 被引量：1
18
作者 张欢 陈伟平 +3 位作者 张文博 王一行 付强 尹亮 《遥测遥控》 2025年第3期42-50,共9页
为满足惯性导航、自动驾驶等领域的应用需求,实现微电子机械系统(MEMS)硅陀螺仪向高精度、数字化和微小型化的方向发展,本文基于0.35μm BCD工艺(双极型-互补金属氧化物半导体-双扩散金属氧化物半导体工艺),采用单芯片集成方式,设计并... 为满足惯性导航、自动驾驶等领域的应用需求,实现微电子机械系统(MEMS)硅陀螺仪向高精度、数字化和微小型化的方向发展,本文基于0.35μm BCD工艺(双极型-互补金属氧化物半导体-双扩散金属氧化物半导体工艺),采用单芯片集成方式,设计并实现了一款具有数字化输出的MEMS硅陀螺仪接口电路。采用基于噪声自激的闭环驱动方案,使陀螺仪在驱动方向上实现简谐振动。检测电路使用低噪声电容-电压(C/V)转换电路,将检测模态位移信号转换为电压信号。信号处理通过开关相敏解调技术进行精确解调,并结合低通滤波处理,有效抑制系统噪声,从而获得低噪声的模拟角速度输出信号。为了实现硅陀螺角速度的数字化输出,设计了集成的四阶全前馈Sigma-Delta(ΣΔ)模数转换器(ADC),将模拟角速度信号转换为数字信号。芯片测试结果表明:ΣΔ调制器的动态范围达到110 dB,低频噪底约为-120 dB。陀螺整机的量程为±200(°)/s,标度因数为21310 LSB/((°)/s)(最低有效位每度每秒),非线性误差为178×10^(-6),零偏不稳定性为0.259(°)/h,角度随机游走为0.0287(°)/√h(度每平方根小时)。该芯片面积为4.3 mm×4.3 mm。通过采用单片集成的接口ASIC(专用集成电路)替代传统的PCB(印制电路板)板级系统,显著提高了系统集成度,成功满足了MEMS硅陀螺微小型化的需求,推动了其在高精度数字化应用中的发展。 展开更多
关键词 MEMS 硅陀螺仪 接口ASIC ΣΔADC 数字输出
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基于线型光纤光栅阵列传感的引气管道泄漏监测研究 被引量：2
19
作者 曾川 童杏林 +2 位作者 李泽恺 黄文种 史学锋 《激光技术》 北大核心 2025年第2期271-277,共7页
飞机引气管泄漏监测系统主要采用共晶盐电类过热探测器作为其温度传感单元,为了克服该系统现存的电磁兼容性差、测量精度低、响应时间慢等技术瓶颈,对飞机引气管道泄漏探测的线型阵列光纤传感探头进行了研究,采用数学建模与模拟仿真的... 飞机引气管泄漏监测系统主要采用共晶盐电类过热探测器作为其温度传感单元,为了克服该系统现存的电磁兼容性差、测量精度低、响应时间慢等技术瓶颈,对飞机引气管道泄漏探测的线型阵列光纤传感探头进行了研究,采用数学建模与模拟仿真的方法设计了光纤光栅阵列参数及封装结构体等,并进行了实验验证与数学分析。结果表明,该传感探头具备一定的应变免疫与振动抵抗能力,感温分辨率0.1 m,定位精度1.0 m,温度测量精度±3℃,工作温度0℃~180℃。此研究结果可替代共晶盐类泄漏探测传感器,为实现远程分布式轻型飞机的引气泄漏温度测量提供了一种新思路。 展开更多
关键词 光纤光学 飞机引气 光纤布喇格光栅 温度传感 分布式阵列传感器 大量程
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基于温敏材料的量程可调电容式柔性压力传感器 被引量：1
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作者 朱清松 孙权 +1 位作者 鲁玉军 鹿业波 《传感技术学报》 北大核心 2025年第4期598-602,共5页
柔性压力传感器在压力检测方面扮演着重要的角色,为了传感器能够适用于不同场景下的检测需求,提出了一种量程可调电容式柔性压力传感器的设计制备方法,采用温敏树脂作为介电层材料,打印银导线作为加热结构,通过焦耳热改变介电层刚度的... 柔性压力传感器在压力检测方面扮演着重要的角色,为了传感器能够适用于不同场景下的检测需求,提出了一种量程可调电容式柔性压力传感器的设计制备方法,采用温敏树脂作为介电层材料,打印银导线作为加热结构,通过焦耳热改变介电层刚度的方式实现传感器量程的控制。研究结果表明,通过控制加热电流,可实现传感器的量程和灵敏度的可控调节,介电层温度从25℃增加到55℃时,传感器的量程和灵敏度分别从4 MPa和0.17 MPa^(-1)变化为2.3 MPa和1.34 MPa^(-1)。面对不同场景的检测需求,可调节传感器的压力检测范围,实现更灵敏的压力检测性能。 展开更多
关键词 柔性电子 电容式压力传感器 温敏材料 灵敏度 量程可调
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