摘要：视场角(FOV)是仅次于最大光程差、决定高分辨率傅里叶红外光谱仪(FTIRS)仪器线型函数(ILS)的重要因素。由于光学设计和装调原因,理论为圆形FOV的扩散光束,到达探测器端时,其水平和垂直方向上的FOV值往往不再严格对等。对此,提出了以椭圆形面光源取代传统文献中的圆形面光源来反映这种非对等性,并结合最大光程差参数,给出了非对等FOV作用下的高分辨率FTIRS仪器线型函数的数学和图形表述。通过比较高分辨率FTIRS实测CO标气获得的光谱,与非对等FOV、对等FOV作用下的理论光谱,发现非对等FOV作用下的理论谱与实测谱的差谱RMS值较对等FOV获得的差谱RMS值更小,在最大吸收峰附近的差谱变化更为平缓。表明了这种非对等FOV作用下的ILS函数,较对等FOV作用下的ILS函数能更精确的反映高分辨率FTIRS对谱线的真实响应。

摘要：以单色标量波衍射理论为基础,研究了均匀平面波从不同角度入射小孔阵列的衍射特性。运用单孔衍射理论,同时考虑相邻小孔间衍射光强的相互影响,建立了小孔阵列衍射的理论模型和光强分布的数值积分式,小孔为硬边小孔。利用Matlab对500 nm波长的平面波入射微小方孔阵列衍射图样进行了计算机仿真,得到了不同几何参量下平面波从不同角度入射时的衍射图样的一维和二维光强分布图,并将仿真结果用于微型数字式太阳敏感器的光学系统中的结构参量设计和图像处理中的参量确定。太阳敏感器的成像实验结果表明,小孔阵列衍射光强分布图的仿真结果正确、太阳敏感器光学系统参量设计合理。小孔阵列衍射理论为太阳敏感器的光学系统设计和图像处理提供了可靠的理论基础。

摘要：基于高场非对称波形离子迁移谱原理设计了一种由离子源,迁移区和检测器3部分组成的生化传感器。传感器采用真空紫外灯作离子源,高纯氮(99.999%)为载气,在常压下工作。加工了两种由两平行金属极板组成的迁移区,一种由两平板铜块组成,尺寸为25 mm×10 mm×1 mm;另外一种由微机电(MEMS)工艺加工,尺寸为20 mm×10 mm×1.5 mm。MEMS工艺加工的迁移区间距为1.5 mm,电场强度10 000 V/cm。当方波非对称射频电压峰峰值为1 600 V,频率为195.8 kHz,占空比为30%,补偿电压为-8.63 V时,采用平板铜块迁移区实现了丙酮离子的位移补偿,实验结果验证了传感器的性能。

摘要：利用声表面波技术（ｓｕｒｆａｃｅａｃｏｕｓｔｉｃｗａｖｅ，ＳＡＷ）研究传感器，能使传感器无源且易于实现遥测，从而可以使其应用于某些普通传感器无法应用的特殊场合。研究设计了一种ＳＡＷ无源温度传感器以及相应的遥测系统，指出了其中的几项关键技术，计算了该传感器的灵敏度。实验证实，这种温度传感器及其系统是完全可行的。它不仅具有灵敏度高、测温范围广等特点，而且由于传感器的无源和遥测，可望用于转子温度测量等特殊场合。

摘要：提高表面等离子体共振(SPR)阵列检测的灵敏度是蛋白质组学和药物发现与开发的迫切需要。提出了一种基于五步移相时域调制相位干涉成像的变曝光时间图像采集法,通过增大信号幅值来提高光强测量信噪比。在一个相位测量周期的5帧图像中,每帧图像都采用不同的曝光时间,使得每帧图像的灰度值达到最大,从而提高光强测量的信噪比,保证相位成像检测的高灵敏度。实验结果表明,通过优化电路设计和对CCD致冷控温,自行设计的CCD传感系统的检测灵敏度达到了1.2×10-6RIU(refractive index unit)。在此基础上,采用变曝光时间图像采集法可有效抑制光散粒噪声和CCD读出噪声,将检测灵敏度再提高35%。该方法不仅适用于SPR相位成像检测,而且还可用于其他定步长和等步长相移法以及帧间灰度值变化大的图像采集及相关检测。

摘要：为克服现有计量型扫描探针显微镜(SPM)测量范围小、测量速度低的不足,提出了快速共焦显微镜和SPM结合的大量程、高速、可溯源扫描显微镜,实现了一种大行程纳米定位系统,用于显微镜的扫描定位。系统包括伺服电机驱动的两维机械位移台和压电陶瓷(PZT)驱动的三维柔性铰链微动台,具有双伺服环运动控制机制,由双频激光干涉测量系统进行反馈和溯源。为抑制系统噪声,提高定位精度,设计了数字切比雪夫滤波器,将噪声减小85%。在100 mm×100 mm×20μm行程内,系统具有优于5 nm的定位精度和2 nm的分辨率。

摘要：无线传感器网络由大量传感器节点构成,因此对网络整体造价特别敏感．优化设计传感器网络构成,可以在满足监测精度的同时最小化网络造价．本文提出了一种GA和SA结合的改进GASA优化设计方法,解决由异类、多级传感器组成的无线传感器网络的优化设计问题．该方法采用特殊设计的排序组合算子提高GA的并行搜索能力．降低异类、多级传感器带来的复杂性;通过最优可行化处理加速搜索过程;利用SA的概率突跳特性避免陷入局部极小值,提高局部搜索能力．仿真实验表明,改进的GASA方法可以快速、有效地解决异类、多级传感器优化问题．

摘要：采用电涡流传感器测量两曲面间的微小间隙时,为了使小外径的薄形曲面线圈满足线性测量范围及灵敏度的要求,采用简化目标函数的设计方法,在线圈电参数计算的基础上,结合线圈磁场的分布规律,对曲面线圈的性能加以分析和预测,实现探头线圈参数的优化设计。根据求解的结果,以线径为50μm的漆包线绕制外径为10mm的线圈进行了试验。结果表明:探头线圈满足测量范围及灵敏度的要求,且具有良好的线性度。

摘要：为实现远距离的高速基带信号传输,该文设计了一种以RS485标准为物理层基础,在现场可编程门阵列(FPGA)平台上实现的数据传输协议。该协议利用串行信号的跳变沿作为高速时钟检测的起点实现位同步,可以有效地解决信号码间干扰问题;利用8B/10B编码实现帧同步,可以保证位同步的准确性和帧同步控制字符的可靠性。该文利用FPGA平台对协议进行了实验测试,测试结果表明该协议可以实现220m距离上的14.5Mb/s的有效数据传输,为长距离的高速数据传输提供了可靠的实现方法。

摘要：基于非色散红外(NDIR)光谱分析原理,设计了一种非调制双波长CO2传感器。采用的热电堆探测器可以响应直流或缓变光强信号,无需对光源进行调制,而用恒流电路驱动,提高了光源的稳定性。设计了斩波调零放大电路检测微弱直流信号,解决了放大直流信号和抑制漂移的矛盾。在低浓度的情况下,线性吸收规律可以近似指数吸收规律,用差动法代替了对数法进行信号处理,实验结果表明:对数方法可以抑制光源辐射功率波动的影响,但温度系数较大;差动方法具有较小的温度系数,但结果受光源辐射功率波动影响较大。