摘要：将测控技术与仪器专业核心课程“传感器原理与技术”中压力传感器的优化设计与实际应用结合,以光学压力传感器为例,提出基于COMSOL的光学压力传感器优化设计仿真方法与实验方案。利用COMSOL软件对光学压力传感器进行建模仿真,分析力敏结构和石墨烯波导的参数对传感器灵敏度的影响。从而得出压力灵敏度随金字塔间距的增大而增大,随波导芯层宽度的增大而减小的结论。最后进行压力传感实验,验证该优化设计方法的有效性。该设计方法可应用于“传感器”相关课程课堂教学中传感器的优化设计,也可用于实验教学演示,有助于帮助学生建立传感器优化设计思维框架并提高其科研实践能力。

摘要：将测控技术与仪器专业基础课程“传感技术及应用”中谐振式传感器的优化设计与实际应用相结合,以谐振式加速度计为例,提出基于ANSYS的谐振式加速度计优化设计仿真与实验方案。实验内容包括:利用有限元分析软件对谐振式加速度计进行建模,分析结构参数对加速度计性能的影响,利用不同结构参数的模态仿真帮助学生直观理解优化设计过程。实验还对加速度计样件进行了实验测试,验证了优化设计方法的有效性。该优化设计方法还可应用于对其他类型传感器的优化。

摘要：建立了Y分支光学调制器半波电压与工作波长和温度的数学模型,其半波电压随工作波长增加而增加、随温度增加而减小。设计实现了一种基于4阶波调制Sagnac干涉仪的半波电压自动测试系统,实现了半波电压的在线连续测量,相对测量精度达到8.5×10^(-6)。用可调激光器光源,改变工作波长和环境温度,分别进行了1310nm和1550nm波段Y分支光学调制器半波电压的实际测量,通过实验测试确定了半波电压与波长和温度的相关性。结果表明,半波电压在这两个测试波段内与波长和温度均呈线性关系,波长相关系数为正,分别约为3.61×10^(-3 )V/nm和9.54×10^(-3 )V/nm;温度相关系数为负,分别约为-1.76×10^(-3 )V/℃和-2.00×10^(-3 )V/℃。实验结果验证了理论模型的正确性。