磁多功能传感器论文-赵景波,薛秉鑫

磁多功能传感器论文-赵景波,薛秉鑫

导读:本文包含了磁多功能传感器论文开题报告文献综述及选题提纲参考文献,主要关键词:铂电极传感器,水质检测,模糊神经网络,数据融合

磁多功能传感器论文文献综述

赵景波,薛秉鑫[1](2019)在《铂电极多功能传感器在水产养殖中的应用》一文中研究指出针对水产养殖中水质安全要求,设计了一种多功能智能传感器。传感器以铂为电极材料,对温度、电导率、p H值、氧化还原电位(ORP)、铅离子和其他重金属离子6种水质指标进行检测。智能传感器采用模糊神经网络进行数据融合,通过ZigBee和通用分组无线业务(GPRS)进行数据传输。实验测试结果表明:设计的传感器检测精度高,可以实现水质检测功能。(本文来源于《传感器与微系统》期刊2019年05期)

沈毓恒[2](2019)在《温湿压多功能传感器集成变送电路的设计及优化》一文中研究指出温度、湿度和压力作为常用的传感器,其在军事领域和民用领域均有广泛应用。传统的多功能传感器具有体积大、元件分立的缺点,单片集成温湿压多功能传感器可以实现多传感器集成、微型化、低功耗的传感器设计,是未来传感器的发展趋势。本论文研究内容为针对温湿压多功能传感器集成读出电路进行设计和优化,该读出电路主要包含了温度传感器、湿度传感器和压力传感器叁种传感器的信号处理电路,以及片上集成模数转换器(ADC),实现了温湿压传感器芯片的数字信号输出,具有灵敏度高、集成度高、测量范围广等特点。主要研究内容如下:1.进行了叁种传感器信号处理电路的设计和优化,通过信号处理将不同物理量转换成电压量,并进行系统级仿真。对于温度模块,设计了二阶曲率补偿的带隙基准电源,温度系数为17.53ppm/℃,信号处理电路温度灵敏度为21.6mV/K,线性度为99.8%。对于湿度模块,采用一种新型的差分式开关电容电路结构,采用两运放分时采样工作的方式,使信号连续输出,线性度良好。对于压力模块,采用叁运放仪表放大器结构进行信号放大,采用优化设计使放大器增益可调,电源抑制比(PSRR)为110.5dB,符合设计需求。2.设计了读出电路的片上集成ADC。片上ADC电路为芯片集成的single-slope ADC,采用低功耗的电流存储单元代替结构复杂的寄存器,优化ADC结构,减小芯片面积。ADC精度为14bits,相应的INL为+0.9LSB/-0.85LSB,DNL为±0.6LSB,噪声特性明显降低。3.完成了温湿压传感器读出电路的版图绘制和读出芯片测试。读出电路测试结果表明,温度传感器、湿度传感器、压力传感器信号处理电路和片上ADC工作稳定。测试结果与仿真结果一致,各项设计满足指标要求。(本文来源于《电子科技大学》期刊2019-04-01)

苏醒[3](2018)在《基于荧光分子开关多功能传感器的研究》一文中研究指出随着人类社会的不断发展,人们对传感检测技术的要求与标准也越来越高,以便更好的将其应用于工业污染监控、环境保护、医学诊断、海洋与深地环境探测等领域。传感器是仪器系统获取有效信号的前端与核心部件;而随着仪器逐渐向智能化、集成化、小型化过渡,传感器的研制已逐步向物理极限与工艺极限迈进。更重要的是,常规的传感器敏感元件只能对单一的一种物理参数或化学物质进行传感与监测,而针对复杂环境的多个物理参数或者化学参数的传感,往往需要多个传感器或者体系庞杂的集成传感器进行测试,增加了操作的繁琐程度以及系统所占用的物理空间。综上所述,研制小型化、多功能、高灵敏度的多功能传感器是仪器系统发展亟待解决的关键问题。光学传感器具有抗干扰能力强、非接触式测量等优点,同时敏感元件是构成光学传感器的重要组成部分,通过发展具有多刺激响应能力,即具有多个物理参数或者化学参数传感功能的材料作为敏感元件并将其制成多功能光学传感器,一直吸引着研究者的科研兴趣。该类传感器可以避免像其他多功能集成传感器一样需要多个模块或系统复合的情况,只需要单一地对光学信号进行监控即可完成多个环境参数的传感。荧光分子开关类材料通常具有多刺激响应能力,可以在不同的外界条件下在两种或多种光学稳态之间可逆转换。因此可以直接通过监测其光学信号的变化情况而对环境中的不同物理或者化学参数进行传感。这样可以在对仪器设备的要求不高的前提下简单快捷的对多个待测目标或参数进行传感,并且不需要特定温度或特定湿度等条件。因此研制基于荧光分子开关作为敏感元件的光学传感器是发展多功能传感器的一条可行之路。为了研制出能够检测多个物理参数或者化学参数的多功能传感器的敏感元件,本论文选用具有聚集诱导发光性质的四苯基乙烯分子(TPE)作为荧光团并化学修饰上具有多刺激响应能力的螺吡喃分子开关(Sp),合成了一系列可以作为敏感元件的聚集诱导发光荧光分子开关材料。基于对该类敏感元件的研制与优化,开发出了能够对多个物理参数或者化学参数进行响应的多功能光学传感器。由于该类荧光分子开关具有聚集诱导发光性质,因此即便是应用在固体传感器中也不会出现传统荧光材料的聚集诱导荧光淬灭的现象,从而避免其阻碍荧光材料在固态传感器中的应用。该类荧光分子开关具有多刺激响应的能力,可以在不同的外界刺激(例如酸碱、压力、离子、有机溶剂气体等)下在多个稳态间转换从而带动分子光学性质的变化从而进行传感。可以通过光纤等设备对光学信号变化监测,实现对特定目标进行传感检测的功能。虽然该类荧光分子开关单一参数的传感指标与国际前沿水平有一定差距,但同时可对多种物理参数和化学参数进行传感的有机小分子多功能敏感元件,是少有报导的。基于该类敏感元件的多功能传感器可以在一些需要进行环境多参数传感的情况下进行应用。例如地质灾害中的地震和火山喷发,通常伴随着周围水系pH,亚硫酸氢根与深地压力的变化等。因此基于该荧光分子开关敏感元件的多功能光学传感器在对深井与深海环境原位传感检测来监测地质活动方面具有很大应用潜力。本论文具体的研究内容如下:1)研制出两种四苯基乙烯-螺吡喃结构的荧光分子开关(FSPTPE与SPTPE)作为探索型敏感元件,并对二者基础性质进行了对比分析。本文分别通过共用苯环的方式与C-C单键连接的方式将四苯基乙烯与螺吡喃连接从而制备出荧光分子开关FSPTPE与SPTPE。首先研究了这两个分子开关在液体状态下的多刺激响应性质,随后对二者在固体状态下的多刺激响应性能和多稳态之间的可逆转换的性质进行了研究,初步考察了FSPTPE与SPTPE作为敏感元件的检测能力。在液体条件下,二者都可以展现出酸/碱、紫外/可见光传感的能力。在固体条件下,二者不光展现出对酸、碱的传感能力,还展现出对有机溶剂和压力的传感能力。通过对比分析发现,SPTPE具有更高的荧光信号强度,中性或者碱性环境下固体状态具有高于FSPTPE固体状态5倍的荧光量子产率,因此具有更强的灵敏度与可识别度。此外由于结构的特殊性SPTPE具有更多的稳态数目并且可对更广泛的环境参数进行传感。因此作为敏感元件,SPTPE具有更强的传感能力,但依旧存在一些缺点,例如不能对离子进行传感、对pH检测范围窄等。2)基于之前已经得到的两种荧光分子开关,对材料结构与材料传感性能的关系进行综合分析后,又进一步优化调整了荧光分子开关结构得到TPE-Sp-CN,并将其作为敏感元件进行传感测试。SPTPE与FSPTPE相比在结构上多了一个苯环,使荧光分子开关在螺吡喃一端以单臂的形式延长。SPTPE展现出相比于FSPTPE更优异的传感性质。基于SPTPE的结构特点,对其进一步改进优化,得到最终敏感元件材料TPE-Sp-CN。本文主要从两个方面对其进行改进,首先TPE通过单键连接在Sp分子吲哚氮的对位,改变荧光分子开关的电子云结构使其在压力传感时荧光波长变化更明显,提高敏感元件的传感灵敏度。另一方面吸电子基团氰基的修饰提高了分子开关的开环能力,使敏感元件对外界物理或化学参数的变化更加敏感。随后对该多功能敏感元件进行了性质测试,证明该敏感元件可以对酸、碱、亚硫酸氢根阴离子、紫外-可见光、溶剂、压力进行响应并传感,并且经过探索得到了传感检测的最优条件。3)基于多功能敏感元件TPE-Sp-CN荧光分子开关,利用光纤与相应光谱仪搭建了简易的液态与固态传感器。其中液态传感器可以对水溶液的pH值与亚硫酸氢根进行定性与定量的传感与检测。对pH的检测量程为0到4;对亚硫酸氢根可以进行特异性检测并且检测限达到1×10~(-5) M(1.04 ppm)。固体传感器可以对有机溶剂气体和液压进行传感。对有机溶剂气体为粗犷式传感,而对液压的传感区间为常压到6 GPa。因此仅通过该敏感元件的光学信号的变化,就可以实现对pH、亚硫酸氢根、有机溶剂和压力进行传感。(本文来源于《吉林大学》期刊2018-12-01)

慕艾霖,赵晓锋,李宝增,温殿忠,吴亚林[4](2016)在《纳米多晶硅薄膜电阻压力和加速度多功能传感器(英文)》一文中研究指出基于纳米多晶硅薄膜电阻的多功能传感器由压力传感器和加速度传感器构成。纳米多晶硅薄膜电阻构成的两个惠斯通电桥结构分别设计在方形硅膜表面和悬臂梁根部。采用MEMS技术和CMOS工艺在〈100〉晶向单晶硅片上实现压力/加速度传感器芯片制作,利用内引线技术将芯片封装在一个印刷电路板(PCB)上。在室温下,工作电压为5.0V时,实验结果给出压力传感器灵敏度(a=0)为1.0mV/kPa,加速度传感器灵敏度(p=0)为0.92mV/g,可实现外加压力和加速度的测量,具有较好的灵敏度特性且交叉干扰较弱。(本文来源于《强激光与粒子束》期刊2016年06期)

胡涛[5](2016)在《用于变压器在线监测的多功能传感器研究》一文中研究指出对变压器绝缘性能进行在线监测,能够实时、连续地反映出其内部的绝缘劣化状况,是掌握电力变压器绝缘状况的重要方法之一,对变压器的局部放电进行实时在线监测,可以判断变压器的绝缘状态,是实现变压器状态维修的可靠手段,能够指导制定有效可行的检修计划,以防发生严重的事故,对变压器自身和整个电力系统的安全、可靠、经济、稳定运行有十分重大的意义。本文对变压器套管耐受过电压的时域和频域特征进行了分析计算,计算了变压器发生严重局部放电时从套管末屏接地线上流过的电流大小,确定了不同电压等级下套管末屏接地线上流过的工频泄漏电流大小,研究了变压器套管的电容的频率特性。研制了用于变压器局部放电在线监测用的宽频带电流传感器、多功能变压器套管在线监测传感器以及基于罗氏线圈原理的柔性电流传感器,并对叁种传感器的性能进行了离线测试和分析。在220kV单相变压器平台高压套管末屏接地线、低压套管、中性点接地线、铁芯接地线位置分别安装本文研制的叁种变压器在线监测传感器,在变压器内部安装悬浮放电模型,在额定电压等级下通过悬浮放电模型模拟真实放电信号,通过在线监测各位置传感器采集到的放电信号,分析并验证了传感器的监测性能及可靠性。(本文来源于《华北电力大学(北京)》期刊2016-03-01)

吴桐[6](2015)在《基于SOI压力和磁场多功能传感器集成化研究》一文中研究指出本文根据压阻效应和磁敏二极管工作原理,以SOI片为衬底(器件层为n型<100>晶向高阻硅),采用MEMS技术构建压力和磁场多功能传感器集成化结构模型,压敏结构由C型硅杯和方形硅膜上四个p型压敏电阻构成的惠斯通电桥组成,磁敏结构为方形硅膜外的长“基区”硅磁敏二极管。理论分析给出,外加压力P引起方形硅膜发生弹性形变,惠斯通电桥输出电压发生变化,完成外加压力P的测量;在外加磁场B作用下,长“基区”硅磁敏二极管注入载流子发生偏转,引起磁敏二极管电流发生变化,完成外加磁场B的测量。基于传感器集成化结构,本文分别利用ANSYS软件和ATLAS器件仿真软件建立压敏结构和磁敏结构仿真模型,进一步分析多功能传感器压敏特性和磁敏特性。在此基础上,分析给出硅膜形状、硅膜厚度等因素对多功能传感器压敏特性影响,论述磁敏二极管基区长度对磁敏特性影响,并采用L-Edit软件实现芯片版图优化设计。本文采用MEMS技术在SOI片进行压力和磁场多功能传感器芯片集成化制作,并利用内引线压焊技术实现传感器芯片封装。在室温条件下,采用美国Mensor CPC6000全自动高精度压力变送器测试系统、CH-Hall磁场发生系统和奥贝斯GDJS-100LG-G高低温湿热试验箱对多功能传感器进行特性研究,实验结果给出:外加磁场B=0 T时,压敏结构灵敏度为1.376 mV/kPa;外加磁场B≠0 T,压敏结构输出—输入特性曲线基本不变,说明外加磁场对多功能传感器压敏特性影响微弱;当外加压力P=0 kPa时,硅磁敏二极管I-V特性曲线随外加磁场发生变化,实现外加磁场测量;当外加压力P≠0 kPa时,硅磁敏二极管I-V特性基本不变,说明外加压力对多功能传感器磁敏特性影响微弱。研究结果表明,该集成化芯片可完成外加压力和外加磁场测量,实现传感器多功能化和集成化。(本文来源于《黑龙江大学》期刊2015-05-10)

[7](2015)在《波兰多功能传感器技术应用于菲莱登陆器》一文中研究指出2014年11月12日,欧洲航天局罗塞塔彗星探测计划下的菲莱登陆器(Philae)登上楚留莫夫-格拉希门克彗星,成为有史以来第一个字彗星上成功受控着陆的探测器。菲莱登陆器上使用的地表及地下多功能传感器(MUPUS)由波兰科学院空间研究中心制造,采用了华沙理工大学提供的技术。MUPUS是一个复杂的地质穿透器,它的任务是穿透彗星地表,测量彗星表层和表层以下的温度及其导热性。MUPUS耗能(本文来源于《真空电子技术》期刊2015年02期)

[8](2015)在《波兰多功能传感器技术应用于菲莱登陆器》一文中研究指出2014年11月12日,欧洲航天局罗塞塔彗星探测计划下的菲莱登陆器(Philae)登上楚留莫夫-格拉希门克彗星,成为有史以来第一个字彗星上成功受控着陆的探测器。菲莱登陆器上使用的地表及地下多功能传感器(MUPUS)由波兰科学院空间研究中心制造,采用了华沙理工大学提供的技术。MUPUS是一个复杂的地质穿透器,它的任务是穿透彗星地表,测量彗星表层和表层以下的温度及其导热性。MUPUS耗能(本文来源于《真空电子技术》期刊2015年01期)

宫纯青,郭俊敏,殷景华,刘晓为[9](2013)在《声—振动多功能传感器减振封装研究》一文中研究指出本文利用ANSYS(有限元分析软件),对微振动-声多功能传感器的封装关键部件—减振橡胶和芯片粘合体进行实体建模和计算机模拟(模态分析、静态和瞬态分析)。通过模拟结果确定空心模型最佳尺寸。(本文来源于《河南科技》期刊2013年17期)

申争光[10](2013)在《自确认多功能传感器的关键技术研究》一文中研究指出自确认多功能传感器是一种不但能同时检测多个被测量,而且可在线确认自身工作状态的新型传感器,主要功能是:可对传感器故障进行检测和隔离,并用最佳估计值代替错误输出值实现数据恢复;可在线输出确认不确定度(Validated Uncertainty,VU)来指示确认测量值的准确度范围;可对多功能传感器健康评估。本课题得到国家自然科学基金资助,旨在研究各种状态自确认方法,解决自确认多功能传感器的若干关键技术问题。论文的主要研究内容如下:为验证研究的自确认多功能传感器关键技术的可行性,设计一种自确认多功能传感器实验系统,对多功能传感器进行标定和测试,在分析各敏感单元的失效机理及故障模式基础上,设计故障仿真和故障迭加电路来模拟产生各种真实故障,进而论证多故障时各种状态自确认方法的有效性。针对自确认多功能传感器的多故障检测及数据恢复问题,研究一种基于主元分析—小波相关向量机的数据自确认方法,将传统的单一故障扩展到多个故障。利用主元分析方法分析多敏感单元间的内在关系,研究测试样本在残差空间内投影量的变化次数与多故障检测的关系,以及该模型的故障检测能力。通过比较相关向量机(Relevance Vector Machine,RVM)在径向基、MexicanHat及Morlet小波等不同类型核函数下的预测性能,选取基于小波平移不变核函数的小波相关向量机预测器(Wavelet RVM,WRVM)来提高建模速度和抗噪性能,并利用WRVM模型进行多故障的在线隔离及其数据恢复,与神经网络方法相比,该方法在小样本条件下显着提高了数据恢复的精度和实时性。针对自确认多功能传感器的信号重构及其VU的在线评定问题,研究一种基于多变量相关向量机(Multivariate RVM,MVRVM)和确认的随机模糊变量(Validated Random Fuzzy Variables,VRFV)的确认测量值及其VU计算方法。在多功能传感器信号重构中的小样本和非线性条件下,MVRVM方法具有泛化性能好、稀疏性强和单模型多输出等优点,为此利用该方法进行多个被测物理量的确认测量值计算,与复合式RVM相比,提高了状态自确认效率。为进一步获取确认测量值的不确定度,在分析联合的数学变量VRFV的α cuts与不确定度的关系基础上,研究不同类型的故障对确认测量值的差异性影响,并针对传感器正常工作和故障两种情况,提出一种基于VRFV的VU评定方法。实验结果表明,该方法适用于自确认多功能传感器的在线VU评定,并利用传统的GUM方法对其有效性进行论证。针对自确认多功能传感器的健康评估问题,提出一种定量的基于健康可信度的健康评估方法。该方法将传统自确认传感器对单敏感单元测量值状态的评价,进一步扩展到对多功能传感器健康状况的综合评估,并分析多个敏感单元的相关性对传感器健康水平的影响。从局部的单敏感单元和整体的多功能传感器两个层面,本文重点分析和研究健康可信度的概念及其方法论原理,以量化形式直观表示其健康水平。实验结果表明,该方法能够如实反映不同健康水平的多功能传感器性能变化。(本文来源于《哈尔滨工业大学》期刊2013-06-01)

磁多功能传感器论文开题报告

(1)论文研究背景及目的

此处内容要求:

首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景,再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题,并提出你的论文准备的观点或解决方法。

写法范例:

温度、湿度和压力作为常用的传感器,其在军事领域和民用领域均有广泛应用。传统的多功能传感器具有体积大、元件分立的缺点,单片集成温湿压多功能传感器可以实现多传感器集成、微型化、低功耗的传感器设计,是未来传感器的发展趋势。本论文研究内容为针对温湿压多功能传感器集成读出电路进行设计和优化,该读出电路主要包含了温度传感器、湿度传感器和压力传感器叁种传感器的信号处理电路,以及片上集成模数转换器(ADC),实现了温湿压传感器芯片的数字信号输出,具有灵敏度高、集成度高、测量范围广等特点。主要研究内容如下:1.进行了叁种传感器信号处理电路的设计和优化,通过信号处理将不同物理量转换成电压量,并进行系统级仿真。对于温度模块,设计了二阶曲率补偿的带隙基准电源,温度系数为17.53ppm/℃,信号处理电路温度灵敏度为21.6mV/K,线性度为99.8%。对于湿度模块,采用一种新型的差分式开关电容电路结构,采用两运放分时采样工作的方式,使信号连续输出,线性度良好。对于压力模块,采用叁运放仪表放大器结构进行信号放大,采用优化设计使放大器增益可调,电源抑制比(PSRR)为110.5dB,符合设计需求。2.设计了读出电路的片上集成ADC。片上ADC电路为芯片集成的single-slope ADC,采用低功耗的电流存储单元代替结构复杂的寄存器,优化ADC结构,减小芯片面积。ADC精度为14bits,相应的INL为+0.9LSB/-0.85LSB,DNL为±0.6LSB,噪声特性明显降低。3.完成了温湿压传感器读出电路的版图绘制和读出芯片测试。读出电路测试结果表明,温度传感器、湿度传感器、压力传感器信号处理电路和片上ADC工作稳定。测试结果与仿真结果一致,各项设计满足指标要求。

(2)本文研究方法

调查法:该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。

观察法:用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。

实验法:通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。

文献研究法:通过调查文献来获得资料,从而全面的、正确的了解掌握研究方法。

实证研究法:依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。

定性分析法:对研究对象进行“质”的方面的研究,这个方法需要计算的数据较少。

定量分析法:通过具体的数字,使人们对研究对象的认识进一步精确化。

跨学科研究法:运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。

功能分析法:这是社会科学用来分析社会现象的一种方法,从某一功能出发研究多个方面的影响。

模拟法:通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。

磁多功能传感器论文参考文献

[1].赵景波,薛秉鑫.铂电极多功能传感器在水产养殖中的应用[J].传感器与微系统.2019

[2].沈毓恒.温湿压多功能传感器集成变送电路的设计及优化[D].电子科技大学.2019

[3].苏醒.基于荧光分子开关多功能传感器的研究[D].吉林大学.2018

[4].慕艾霖,赵晓锋,李宝增,温殿忠,吴亚林.纳米多晶硅薄膜电阻压力和加速度多功能传感器(英文)[J].强激光与粒子束.2016

[5].胡涛.用于变压器在线监测的多功能传感器研究[D].华北电力大学(北京).2016

[6].吴桐.基于SOI压力和磁场多功能传感器集成化研究[D].黑龙江大学.2015

[7]..波兰多功能传感器技术应用于菲莱登陆器[J].真空电子技术.2015

[8]..波兰多功能传感器技术应用于菲莱登陆器[J].真空电子技术.2015

[9].宫纯青,郭俊敏,殷景华,刘晓为.声—振动多功能传感器减振封装研究[J].河南科技.2013

[10].申争光.自确认多功能传感器的关键技术研究[D].哈尔滨工业大学.2013

标签:;  ;  ;  ;  

磁多功能传感器论文-赵景波,薛秉鑫
下载Doc文档

猜你喜欢