摘要：采用有限元法分析了压电射流角速度传感器的敏感机理。利用ANSYS-FLOTRANCFD软件,通过建模、划分网格、加载和求解等途径,计算了在输入不同角速度时二维腔体中由喷嘴喷出气体的流场。结果表明,腔体在静止状态下,气流速度相对于腔体中心轴对称分布,两热电阻丝处的气流速度相等,两热电阻丝上的电流相等,电桥电路输出为零;在有角速度输入时,射流速度相对于腔体中心轴不再对称,两热电阻丝处的气流速度之差随着角速度而变化,引起两热电阻丝上电流之差也随之变化,电桥输出一个对应于角速度的电压。有限元计算法为压电射流角速度传感器的优化设计开辟了有效的研究途径。

摘要：该文对微机械气流式水平姿态传感器敏感机理进行了三维的有限元分析。利用ANSYS-FLOTRANCFD软件,通过建模、划分网格、加载和求解等途径,计算了微机械气流式水平姿态传感器敏感元件密闭腔体中气流速度在不同倾斜状态下的分布。阐明微机械气流式水平姿态传感器的敏感机理,为气流式水平姿态传感器的优化设计开辟了更精确的研究途径。

摘要：采用有限元法,解释了微机械气流式全方位水平姿态传感器的敏感机理。通过建立敏感元件的三维模型,计算了敏感元件内气流速度在不同倾斜状态下的分布。结果表明,热源周围两两相对的热敏电阻处的气流速度之差随着倾斜角度的变化而改变;随着倾斜角度的增加,两热敏电阻处的气流速度之差加大,流过两热敏电阻的电流之差加大,电桥失去平衡,输出一个与倾斜角度相对应的电压。有限元计算方法为该传感器的优化设计开辟了有效的研究途径。

摘要：采用有限元法,利用ANSYS-FLOTRAN CFD软件,计算了在不同倾斜状态下三丝结构敏感元件内的温度场和流场。计算结果表明,加热热电阻丝在敏感元件内形成一定的温度场和流场,倾斜时温度场和流场不再对称分布;在水平状态时两检测热电阻丝处的气流速度相等,两检测热电阻丝的电阻相等,电桥电路输出为零;在倾斜状态下时,两检测热电阻丝处的气流速度之差随着倾斜角度而变化,引起两检测热电阻丝电阻之差也随之变化,电桥输出一个对应于倾斜角度的电压。有限元计算法为三丝结构气流式水平姿态传感器优化设计开辟了有效的研究途径。

摘要：提出一种新型推挽式热膨胀流陀螺结构,并解释了它的敏感机理。通过建立陀螺敏感元件的二维模型,利用COMSOL有限元分析软件对敏感元件内的温度场和气流速度场进行了计算,同时研究了角速度对温度场和气流速度场变化的影响,最后在Proteus电路仿真软件中通过建立陀螺检测电路模型定量地计算了热膨胀流陀螺的输入输出特性关系。计算结果表明,该结构设计的陀螺具有陀螺效应,角速度范围在±20 rad/s内时,热膨胀流陀螺输入角速度与输出电压关系的比例系数k为0.3293 mV/(rad·s^(-1))。该研究成果为新型结构热膨胀流陀螺的结构设计奠定了坚实的理论基础。

摘要：解释了气流式水平姿态传感器的敏感机理.采用有限元方法,利用ANSYS-FLOTRANCFD软件,通过建模、划分网格、加载和求解等途径,计算了在不同倾斜状态下二维密闭腔中两点热源引起的对流场.计算结果表明:两热源处的气流速度之差随着倾斜角度的变化而改变,倾斜角度加大,气流速度之差也增加.在水平状态时两热源处的气流速度相等,两热电阻丝上的电流相等,电桥电路输出为零;在倾斜状态下时,两热源处的气流速度之差随着倾斜角度而变化,引起两热电阻丝上电流之差也随之变化,电桥输出一个对应于倾斜角度的电压.有限元计算方法为气流式水平姿态传感器的优化设计开辟了有效的研究途径.

摘要：解释了气体摆式倾角传感器的敏感机理。采用有限元方法,利用ANSYS-FLOTRAN CFD软件,通过建模、划分网格、加载和求解等途径,计算了在不同倾斜状态下二维密闭腔中两点热源引起的对流场。计算结果表明:在水平状态时,两热源处的气流速度相等,两热电阻丝上的电流相等,电桥电路输出为零;在倾斜状态下时,两热源处的气流速度之差随着倾斜角度而变化,引起两热电阻丝上电流之差也随之变化,电桥输出一个对应于倾斜角度的电压。有限元计算方法为气体摆式倾角传感器的优化设计,开辟了一条有效的研究途径。

摘要：针对开放式射流陀螺的敏感机理进行流固耦合分析。采用基于ANSYS和CFX的载荷传递的流固耦合技术,计算了开放式射流陀螺敏感元件内热电阻丝处气流速度在不同输入角速度下的分布。计算结果表明,静止状态时,2个对称热电阻丝处的气流速度相等;在0°/s至60°/s的角速度范围内,气流速度的偏移量与角速度的大小成正比,比例系数为5e-5,而且随着角速度的增大,2个对称热电阻丝处气流速度差也增大。流固耦合分析为开放式射流陀螺优化设计开辟了有效的研究途径。

摘要：气湿传感器在环境检测、工农业生产以及医疗健康等领域应用甚广,然而主流的电阻、电容、光电气湿传感器需要外部供能工作,一方面电池的频繁更换与维护增加了泄露引起的环境污染,另一方面传感器对外界能源过于依赖将限制其在缺乏能源的场合中正常工作.鉴于此,通过赋予气湿传感器自发收集外界环境能量并转化成电能的能力,以实现长期自主工作的自供能气湿传感器的理念应运而生.摩擦纳米发电机(TriboElectric NanoGenerator,TENG)作为一种新型能量俘获装置,由于其成本低、可结构设计且能量转换效率高等优势,在机械能收集与自供能传感器等领域应用广泛.进一步赋予TENG外界信息感知的能力,可实现单一器件兼具能量收集与气体敏感的功能,这种一体化摩擦电自供能传感器是目前传感器领域发展的一个热点方向.本文对一体化摩擦电自供能气湿传感器的研究现状与最新进展进行了综述,可从以下三个方面进行概括.(1)一体化摩擦电气湿传感器工作原理与气敏机理,并基于TENG的等效电路模型论述了影响敏感性能的参数—介电层摩擦电荷密度、介电层介电常数与电极层电导率;(2)一体化摩擦电气体传感器的研究进展,根据检测对象将其主要分为氨气(Ammonia,NH3)、乙醇以及其他有机挥发化合物(Volatile Organic Compound,VOC)气体传感器,介绍了其在呼出气、食品变质以及尾气排放检测场合的应用;(3)一体化摩擦电湿度传感器的研究进展,根据湿度对输出电信号幅值影响的不同将其主要分为电信号下降型传感器与电信号上升型传感器,介绍了其在非接触开关、皮肤湿度与尿不湿检测场合的应用.最后对一体化摩擦电气湿传感器的研究现状与面临的问题挑战进行了总结,并对其未来的发展方向进行了展望,可为相关研究提供参考.

摘要：量子点具有晶粒尺寸小、比表面积大、表面活性位点多的特点,是低维气敏材料领域的研究前沿。然而,受量子限域效应的制约,量子点薄膜电阻通常较高,影响气体传感器的实用性。本文以硫化铅量子点室温气敏材料为研究对象,在陶瓷衬底上制备出量子点薄膜,分别对其薄膜电阻与电容的气敏效应进行了测试与分析。研究结果表明:量子点薄膜电容同样具有室温二氧化氮(NO_(2))气敏效应。以此为基础,提出融合量子点电容气敏效应与晶体管原理的新型气体传感器芯片结构,将量子点薄膜平面电容通过串联的方式形成气敏栅并进行仿真分析,利用量子点薄膜电容随气体发生变化的敏感效应,将气—固界面的化学作用转换为晶体管沟道电流信号,具有高灵敏度、低功耗、高集成度的特点。研究结果可为实现半导体气体传感器芯片设计和晶圆级制造提供参考。