摘要：为满足液体、气体多种介质中高精度压力测量要求,本文设计了一种介质隔离的高精度微机械电子系统(MEMS)谐振式压力传感器。为降低充油封装过程中压力传递损耗以及非线性问题,本文对波纹膜片的结构参数进行了仿真优化并确定了适合传感器芯体的膜片参数。采用MEMS加工工艺和真空微量充灌方法,完成了MEMS谐振式压力传感器芯体制作与充油封装。利用双谐振器压力、温度多参数协同敏感方法,在不外加温度传感器的条件下实现了温度自补偿。测试表明,封装后的传感器在-55℃~85℃工作温度范围内,准确度优于±0.01%FS、迟滞性误差优于0.006%FS、非线性误差优于0.003%FS、重复性误差优于0.008%FS。

摘要：汽轮机变工况运行时,排汽参数将发生变化。研究了微波谐振腔的热膨胀效应,分析了蒸汽温度变化对湿度测量的影响,设计了一种温度自补偿的谐振腔结构。分析表明:由于蒸汽的黏性耗散加热,谐振腔的温度高于主流温度,且流速越高,腔体温度越高,腔体和垫环的温差也越大;在一定温度范围内,通过合理设计谐振腔的温度自补偿结构,腔体的谐振频率基本不随温度变化,使谐振腔传感器用于蒸汽湿度测量可以达到较高的测量精度。

摘要：液体压力是流体压力管道结构的重要荷载，传统的液体压力传感装置无法满足长期监测对其稳定性与耐久性的要求。基于双光纤光栅感知原理，针对某重点工程项目的环境条件，设计开发出了一种满足工程应用需求的液体压力传感装置，给m了详细的理论分析，并通过大量的标定试验分析了该装置的传感特性，理论与实验数据吻合很好，相差小于3％。根据随机抽取的100个传感器的标定数据，采用统计分析方法得到了该类传感器的各性能指标：测量范围0～2．5MPa，分辨率〈0．4％F·S，迟滞〈2．4％F·S，重复性〈2．3％F·S，线性度〈2．1％F·S，总精度〈4％F·S，结果表明该传感器具有温度自补偿、线性度和重复性好、精度较高等优点，适合压力管道结构液体压力测试，具有良好的应用前景满足实际工程需要。

摘要：对于有效试验时间仅有十至几十毫秒的激波风洞,常规应变天平和压电天平无法满足高精度气动力测量要求。半导体应变计的应变灵敏度远大于常用的金属电阻应变计,但其温度系数比金属电阻应变计高出2个数量级。针对此问题,设计了温度自补偿的半导体应变计并应用于等强度梁试验,结果表明:温度自补偿能够有效改善半导体应变计的温度效应,可将温度漂移降低至0.2%FS。在此基础上,设计了一杆高频响六分量半导体应变天平,通过天平、支杆一体化等设计,将测力试验系统的一阶固有频率提升至100 Hz以上。天平静态校准结果表明:该天平的综合加载误差达到国军标合格指标,综合加载重复性达到国军标先进指标。激波风洞B-2标模测力验证试验结果表明:在有效试验时间内,该天平可获得一个周期以上的输出信号,风洞试验结果与气动手册参考值、CFD计算值吻合较好。

摘要：为了降低岩土工程灾害造成的损失,亟需对工程结构进行实时、长期监测。以FBG(光纤布拉格光栅)为传感点,以具有防水防潮特性的POM(聚甲醛)材料为柔性基底,采用刻槽方式将传感点封装在基底中制作而成的FBG柔性传感器,经过温度传感实验,表明具有良好的温度自补偿特性。位移传感实验中,对传感点获取的曲率信息采用三次函数插值后,利用位移重建算法得到的测量点的平均相对误差分别减小0.77mm(类型1)、12.60mm(类型2)和15.53mm(类型3)。插值后每个测量点的最大相对误差百分比分别为6.38%(类型1)、7.06%(类型2)、7.08%(类型3)。表明插值算法有效提高了柔性传感器对位移的感知精度。设计制作的FBG柔性传感器可以用于岩土工程变形场的实时监测,具有重要的应用与推广价值。

摘要：针对硅压阻压力传感器提出了一种基于电桥本身参数的温度自补偿方法,并设计了一种差分输入、双参数输出的高精度处理电路用以获得电桥参数。该电路用简单元件搭建差分输入的电荷平衡式V/F转换器,根据不同组态的频率输出解算电桥参数。该电路巧妙地利用差分输入方式消除了共模电压引起的误差,巧妙借用参考电阻消除了基准频率的影响,最终的输出频率只与被测量和参考电阻有关。经实验验证,电桥电阻的测量精度能达到0.006 8%,经补偿后的压力传感器精度可达0.039%,相比补偿之前提高了一个数量级。

摘要：介绍了冲击振动峰值传感器设计和实验结果。通过改进的调理电路对传感器进行温度自补偿,采用有源滤波来提高传感器抗干扰能力。

摘要：为实现对低频振动信号的准确测量,设计了一种新型的双光纤光栅振动传感器.首先,理论分析了传感器的灵敏度和谐振频率.其次,使用ANSYS数值模拟软件分析了传感器的灵敏度和谐振特性.最后,根据分析结果设计了光纤Brgg光栅振动传感器,并通过实验研究了传感器的幅频特性、线性响应、温度自补偿特性和抗横向干扰特性.实验结果表明:传感器在10~130Hz范围内加速度灵敏度为231.48pm/g,线性度为99.98%;-20~60℃范围内,具有良好的温度自补偿能力;同时,该传感器具有较强抗横向干扰能力,横向引入误差小于3.47%.

摘要：冰压力是高纬度地区结构的重要荷载,然而传统的基于电阻应变计开发的冰压力传感装置在稳定性与耐久性上遇到难以跨越的难题。光纤光栅是目前在智能材料系统与结构健康监测研究与应用最为广泛的敏感材料之一,具有分布式绝对测量、抗腐蚀能力强等优点。本文基于双光纤光栅应变测量原理,考虑冰压力测试装置的环境条件,设计开发出冰压力传感装置,详细推导和试验验证了该装置的传感特性,并将试验与理论结果进行了对比。研究结果表明该装置具有温度自补偿、测量值与荷载作用点无关、线性度和重复性好、精度较高等优点,具有良好的应用前景。

摘要：为了满足加速度传感器在振动分析中的需求,提出并研究了一种基于双光纤光栅的柔性铰链加速度传感器。首先,根据传感器结构的力学模型,推导出传感器的灵敏度和固有频率的计算公式;随后,对传感器结构进行有限元仿真分析;最后,根据分析的结果设计并制作了传感器,并通过实验研究了传感器的幅频响应、灵敏度特性、温度自补偿特性和横向抗干扰能力。实验结果表明,传感器的固有频率约为800 Hz,灵敏度约为134.8 pm/g,横向抗干扰度小于5%,具有良好的温度自补偿能力。