摘要：针对极端天气引起断网、断电环境下常规智能设备易失效所导致的水位信号难以测量和实时传输问题,设计了容栅传感结构并利用物联网组建了内涝监测预警系统。利用与水位随动的动栅和静止的静栅构成非接触式容栅传感器,并接入电容测试电路采集水位相关信号,构建了ZigBee组网现场短距离传输及显示预警和NB-IoT远程云端监控预警的冗余式内涝监测预警网络,搭建系统进行实验验证。结果表明:冗余式设计提高了内涝监测预警网络可靠性,可在一般强降雨天气下实现出口处现场预警及远程监控,以及在极端天气环境下远程监控失效但现场预警持续工作。

摘要：针对当前6G无线通信系统对3 mm毫米波器件的需求急速增加,为了提前应对在这一频段的通信协议划分,利用金属谐振腔和矩形波导设计出一款中心频率为102.03 GHz的单频带通滤波器。然后,基于多模传输理论将其优化为一款中心频率分别为96.83和106.31 GHz的单通道双频带通腔体滤波器。采用交叉耦合的方式引入传输零点,设计出一款在98~105 GHz的工作范围内,具有98.49、99.79和104.20 GHz三个中心频率的超窄带三频带通腔体滤波器,其3 dB相对带宽分别为0.32%、0.63%和0.30%。采用基于SU-8负性光刻胶的UV-LIGA工艺对样品进行加工,并使用搭建的W波段电磁性能测试平台完成对样品射频性能的测试,测试结果与仿真结果具有良好的一致性。

摘要：针对应变测量的温度干扰问题,文中设计了2个声表面波应变传感器,2个传感器的频率分别为240.856 MHz和239.22 MHz。2个传感器粘贴在悬臂梁上靠近固定端的2个位置,一个沿着声表面的传播方向与应变方向一致的方向粘贴,另一个沿着传播方向与应变垂直的方向粘贴。然后对传感器的温度应变响应进行测试,测得了传感器芯片在25~200℃下的频率响应。结果表明一个谐振器的共振频率随着应变的增加而减小,频率与应变为线性关系,室温下灵敏度为192.5 Hz/με。另一个谐振器的共振频率随着应变的增加而增加,频率与应变为线性关系,室温下灵敏度为128.7 Hz/με。然后提取出不同温度下的应变灵敏度,2个传感器的灵敏度随着温度的变化,先增加后减小。然后将2个传感器频率做差,通过计算实现了应变精确值的提取。

摘要：针对分布式光伏的无人化监测需求,利用传感技术、物联网等信息化技术,设计了基于NB-IoT+云平台的分布式光伏监测系统。通过温度、光照强度、电压、电流传感器选型,硬件电路设计和云平台搭建,构建了含有感知层、网络层和应用层的监测系统,测试实验验证了数据采集、传输、显示、分析及记录,实现了分布式光伏运行状态的无人化实时监测。这些监测数据对于双碳目标下光伏微网能量有序调度和异常情况下的故障预警具有重要意义。

摘要：为了支撑高速度电磁轨道炮速度测试,提高激光靶测试高速武器速度的精度,针对激光靶测速原理设计了模拟过靶光信号发生器,并使用高速摄像机搭建标定系统对激光测速靶进行精度标定。结果表明该装置可以模拟产生速度大于2600 m/s弹丸通过激光靶时的波形。依据实验条件进行了关键设备选型,分析了所需设备关键参数设置,使用经计量的量块对拍摄图像单位长度的像素数进行标定,利用高速摄像机对模拟光信号发生器产生的高速运动暗斑进行拍摄,根据两帧图像测得的位移量和帧间时间间隔算出模拟光信号的运动速度,用于激光测速靶标定。此标定技术速度上限高、无需实弹测量,可作为室内定量检验激光测速靶的一种常规方法,标定出激光靶测速系统的相对误差小于0.034%,具有很高的实用价值。

摘要：为满足水下超声探测的应用需求,设计了一种采用硅基集成电路制造工艺制备的电容式微机械超声换能器(CMUT)。首先介绍了CMUT的工作原理及其结构参数,然后完成了CMUT的水密封装,最后对封装后CMUT的电容-电压(C-V)特性、发送电压响应级、接收灵敏度与回波信号进行测试。测试结果表明,封装后的CMUT具有良好的C-V特性,电容变化量最大可达313.7 pF,其发送电压响应级最大值为163.83 dB@2 MHz,接收灵敏度最大值为-228.27 dB@1 MHz,因此其在水下环境具备良好的发射超声波与接收超声波的能力。该研究结果为高密度CMUT阵列的设计和封装及水下超声探测提供了理论和应用依据。

摘要：针对MEMS压阻式压力传感器微型化发展过程中精度难以保证的问题,通过有限元仿真分析方法,研究固支结构、封装约束方法等变量对压力传感器输出的影响。结果表明,固支结构的引入会导致压敏电阻所处路径出现24.93%的应力偏差,不同封装方法会使路径上产生0.54%~2.42%的应力偏差。当固支结构宽度与压力敏感薄膜膜厚的比例大于3∶1时,压敏电阻所处位置应力积分均值稳定。结果表明,固支结构的约束方法、结构宽度均会对压力传感器的输出产生重要影响,合理设计固定约束结构可为压力传感器的微型化高性能设计提供保障。

摘要：对微带天线测量技术应用在结构健康监测领域中的优势进行了简单阐述,重点针对结构健康监测领域中较为关注的应变、裂纹和温度三种参数,分别介绍了近年来国内外微带天线测量技术的研究进展,对各项研究中传感器的结构设计、工作频率、灵敏度、温度范围和裂纹分辨率等关键指标进行了总结。最后,总结了微带天线测量技术的发展历程,基于实际应用中需要考虑的技术问题和应用环境对该项技术未来的发展方向进行了展望,并对国内该领域的研究方向提出了建议。

摘要：微电子机械系统(MEMS)热电堆红外探测器是非接触测温仪、光谱仪、气体传感器等现代信息探测系统的核心工作器件。研制了一种交叉式排布的圆形热电堆结构,其热偶条形状由传统矩形调整为直角梯形以降低探测器电阻,热端通过交叉式排布延伸至中心温度集中区,同时增大冷端欧姆接触面积并覆盖反射层以降低冷端温度,有效地增大了冷热端温度梯度。测试结果显示,优化后的交叉式圆形MEMS热电堆探测器距黑体辐射面3 cm处响应电压为22.673 mV,响应率为47.5 V/W,探测率为1.01×10^(8)cm·Hz^(1/2)·W^(-1),相对于传统圆形热电堆探测器的18.649 mV、39.1 V/W和0.852 cm·Hz^(1/2)·W^(-1)分别提升了21.57%、21.48%和18.5%。给出了热电堆探测器结构设计、仿真结果、制作工艺以及测试结果,为热电堆红外探测器的优化设计提供了参考。

摘要：为解决压力传感器在高温下的热零点漂移问题,文中提出一种压敏电阻均匀刻蚀的方案。通过控制变量法改变沉积和刻蚀聚合物时序参数,解决了制备硅电阻条出现的微负载效应,减小了压力传感器中惠斯登电桥不平衡性。对比了不同参数下的刻蚀效果,得出最佳刻蚀参数为1个循环内钝化时间2 s、刻蚀时间4.8 s,刻蚀图案成功保持了设计图形的关键特征,电阻条连接处曲线平滑、侧壁角度锐利,垂直度达到了88.6°。最终制备的芯片在300℃环境下进行压力测试,测试结果表明传感器芯片热零点漂移率降低了46.7%,验证了该方案对改善芯片高温下热零点漂移的可行性。