基于四相检测技术的微电容传感器 被引量：23

1

作者 杨三序 《传感器技术》 CSCD 北大核心 2003年第10期13-15,共3页

一种基于四相检测技术的电荷转移式微电容传感器,具有很强的消除杂散电容影响的能力,适用于被检测对象电容值小于1pF的场合,分辨力达1fF,灵敏度高于1V/pF,并能输出4～20mA的电流。其优良的性能和低廉的价格,使得微电容传感器的广泛推广... 一种基于四相检测技术的电荷转移式微电容传感器,具有很强的消除杂散电容影响的能力,适用于被检测对象电容值小于1pF的场合,分辨力达1fF,灵敏度高于1V/pF,并能输出4～20mA的电流。其优良的性能和低廉的价格,使得微电容传感器的广泛推广应用成为可能。 展开更多

关键词 四相检测技术 微电容传感器 杂散电容 线路结构

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一种微电容式传感器检测电路的分析与改进 被引量：14

2

作者 王斌 黄晓东 +1 位作者 秦明 黄庆安 《传感技术学报》 CAS CSCD 北大核心 2008年第2期265-268,共4页

介绍了一种本实验室开发的集成传感器,它实现了敏感电容和接口电路在一块芯片上的集成。重点分析了它的接口电路,基于施密特触发器构建,实现敏感电容值以及参考电容值与频率值的转换,通过对两频率求差来抑制各种共模干扰。对样片进行了... 介绍了一种本实验室开发的集成传感器,它实现了敏感电容和接口电路在一块芯片上的集成。重点分析了它的接口电路,基于施密特触发器构建,实现敏感电容值以及参考电容值与频率值的转换,通过对两频率求差来抑制各种共模干扰。对样片进行了测试,输出频率与理论值有较大的偏差。通过分析,给出了测试结果发生偏差的原因。最后,给该电路设计了启动电路,改进了CMOS开关控制电路,重新对电路的结构进行了设计,实现了与实验室新一代传感器的集成。 展开更多

关键词 MEMS 微电容式传感器 接口电路 频率输出

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低压低功耗CMOS微电容式传感器数字型接口电路研究 被引量：5

3

作者 王阳 陈军宁 +1 位作者 胡江 张巧文 《传感技术学报》 CAS CSCD 北大核心 2015年第2期198-204,共7页

针对便携、无线设备的低电压、低功耗需求,基于TSMC 0.18μm CMOS工艺设计提出一种面向CMOS微电容式传感器的接口转换电路。将敏感电容、参考电容与接口电路集成于同一芯片,可以将对湿度敏感的电容变化量线性转换为方波脉冲信号的宽度,... 针对便携、无线设备的低电压、低功耗需求,基于TSMC 0.18μm CMOS工艺设计提出一种面向CMOS微电容式传感器的接口转换电路。将敏感电容、参考电容与接口电路集成于同一芯片,可以将对湿度敏感的电容变化量线性转换为方波脉冲信号的宽度,并直接输出数字信号。实验仿真结果显示在1.5V电源供压下电路消耗的功耗仅为1.95mW,转换分辨率达到4.38μs/pF,与同类接口电路相比具有线性度好、有效减少电容间失配和对温度与工艺角变化不敏感等优点。 展开更多

关键词 微电容式传感器 接口电路 脉冲宽度 低压低功耗 相对湿度

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基于MEMS技术的微电容式加速度传感器的设计 被引量：7

4

作者 程未 曾晓鹭 +1 位作者 卞剑涛 冯勇建 《传感器技术》 CSCD 北大核心 2003年第8期75-77,共3页

给出了一种基于MEMS技术制作的微电容式加速度传感器的结构及工艺。为了准确地把握这种微电容式加速度传感器的力学和电学特性,仔细地建立了它的力学模型。在此基础上,详细分析了它的动态特性———模态。并用有限元的方法分析和计算了... 给出了一种基于MEMS技术制作的微电容式加速度传感器的结构及工艺。为了准确地把握这种微电容式加速度传感器的力学和电学特性,仔细地建立了它的力学模型。在此基础上,详细分析了它的动态特性———模态。并用有限元的方法分析和计算了微电容式加速度传感器的加速度与电容信号的非线性输入输出关系,并结合实测参数验证了模型的有效性。最后提出了一种详细的有效的基于MEMS技术的微电容式加速度传感器的结构以及加工工艺流程。基于MEMS技术制作的微电容式加速度传感器具有结构简单、工作可靠和工作范围大的特点。根据这套方法,可以比较方便地设计并加工不同测量要求的加速度计。 展开更多

关键词 微机电系统 有限元分析 加工工艺 MEMS技术 微电容式加速度传感器

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VS型垂直摆倾斜仪电容测微传感器摆动误差分析 被引量：2

5

作者 肖峻 胡国庆 解金芳 《地壳形变与地震》 CSCD 2000年第4期83-87,共5页

根据高斯定理分析并推导出非平行平板电容器的电容计算公式 ,并将其结果用于分析 VS型垂直摆倾斜仪的三片式差动电容特性 ,得出了垂直摆在摆动情况下倾斜角与输出电压非线性关系的表达式。按仪器的结构参数计算了非线性误差的大小 ,以... 根据高斯定理分析并推导出非平行平板电容器的电容计算公式 ,并将其结果用于分析 VS型垂直摆倾斜仪的三片式差动电容特性 ,得出了垂直摆在摆动情况下倾斜角与输出电压非线性关系的表达式。按仪器的结构参数计算了非线性误差的大小 ,以及线性化近似处理的范围。结果说明倾斜仪输出特性线性化处理合理可行。最后介绍了一种电容传感器装配的妥善方法和允许的装配误差。 展开更多

关键词 电容测微传感器 误差分析 VS型垂直倾斜仪

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微变电容式传感器的设计与应用

6

作者 郭银景 康景利 +1 位作者 杨阳 唐富华 《北京理工大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2004年第5期419-422,共4页

微变电容式传感器是为边境线、狱墙等场合的需要而设计的.该设计以传输线理论为基础,采用FFT算法和相位微分法检测与处理信号,利用同轴电缆的低频特性高灵敏地探测被测量,利用其高频特性测量被测量产生的位置.该传感器在狱墙报警系统中... 微变电容式传感器是为边境线、狱墙等场合的需要而设计的.该设计以传输线理论为基础,采用FFT算法和相位微分法检测与处理信号,利用同轴电缆的低频特性高灵敏地探测被测量,利用其高频特性测量被测量产生的位置.该传感器在狱墙报警系统中的应用结果表明,微变电容式传感器最大定位相对误差小于6.0%,误警率小于0.3%,漏警率小于0.2%. 展开更多

关键词 同轴电缆 报警系统 微变电容式传感器

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微电容超声传感器的设计与测试 被引量：7

7

作者 穆林枫 张文栋 +3 位作者 何常德 张睿 宋金龙 薛晨阳 《仪表技术与传感器》 CSCD 北大核心 2015年第8期1-3,6,共4页

针对现有微电容超声传感器(CMUT)寄生电容大的问题,采用绝缘技术将振动薄膜与上电极金属完全隔离的方法,避免了掺杂效应的发生,从而减小了寄生电容。文中以电容变化率为主线,分别对微传感器和跨阻检测电路的电容变化率进行了计算和仿真... 针对现有微电容超声传感器(CMUT)寄生电容大的问题,采用绝缘技术将振动薄膜与上电极金属完全隔离的方法,避免了掺杂效应的发生,从而减小了寄生电容。文中以电容变化率为主线,分别对微传感器和跨阻检测电路的电容变化率进行了计算和仿真,建立了传感器与电路检测的通道,并通过水下测试系统的搭建,对其进行实验验证。测试结果表明,实际输出电压的值为0.8 V,与理论计算值0.61 V相近,从而验证了CMUT的可用性及其测试系统的可行性。 展开更多

关键词 微电容超声传感器 寄生电容 电容变化率 跨阻检测电路 系统测试

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电容传感器测量电路的稳零研究 被引量：2

8

作者 杨三序 徐树山 殷保中 《传感器与微系统》 CSCD 北大核心 2006年第7期55-57,60,共4页

受到测量电路中元件本身性能、温度和供电电源性能等的影响,采用四相检测测量电路的微电容传感器的输出不可避免地会出现零漂,影响传感器的稳定性。为此,对微电容传感器测量电路的零漂现象进行了研究,给出了稳零方案和电路,并说明了电... 受到测量电路中元件本身性能、温度和供电电源性能等的影响,采用四相检测测量电路的微电容传感器的输出不可避免地会出现零漂,影响传感器的稳定性。为此,对微电容传感器测量电路的零漂现象进行了研究,给出了稳零方案和电路,并说明了电路中各元件对稳零的影响以及元件的选择和计算方法。 展开更多

关键词 微电容传感器 测量电路 零漂 稳零

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基于电容传感器的大型工件圆度误差测量系统 被引量：3

9

作者 李红民 董晓 +2 位作者 康岩辉 于永新 靳丽静 《传感器与微系统》 CSCD 北大核心 2013年第7期89-92,96,共5页

轴类回转工件的圆度误差是衡量机床加工水平的重要指标。针对大直径轴类工件无法采用传统圆度仪进行圆度误差测量,介绍了三点法测量轴类回转工件圆度误差的理论基础、数学模型。采用非接触式电容传感器进行微位移测量,介绍了传感器结构... 轴类回转工件的圆度误差是衡量机床加工水平的重要指标。针对大直径轴类工件无法采用传统圆度仪进行圆度误差测量,介绍了三点法测量轴类回转工件圆度误差的理论基础、数学模型。采用非接触式电容传感器进行微位移测量,介绍了传感器结构与测量电路基本原理,搭建了适用于圆度误差测量基于电容传感器的硬件系统,应用虚拟仪器技术开发了可用于数据采集、线性校正、误差分离与评定的专用测试系统。最后进行了测试实验,通过对多次测量数据的分析评定测量系统的可靠性与精度。 展开更多

关键词 圆度误差 误差分离 误差评定 电容微位移传感器

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不同检测电容结构对MEMS电容传感器性能的影响分析 被引量：2

10

作者 董林玺 李寿洛 +4 位作者 陈金丹 颜海霞 许立 王光义 孙玲玲 《传感技术学报》 CAS CSCD 北大核心 2010年第4期501-507,共7页

改进传感器检测电容几何结构能有效改善传感器的性能。本文对梳齿电极结构、栅形电极结构及梳栅电极结构检测电容的性能特点进行分析比较,重点分析了振子质量、空气阻尼、系统阻尼系数比以及灵敏度等特性,得出在相同的外轮廓尺寸、支撑... 改进传感器检测电容几何结构能有效改善传感器的性能。本文对梳齿电极结构、栅形电极结构及梳栅电极结构检测电容的性能特点进行分析比较,重点分析了振子质量、空气阻尼、系统阻尼系数比以及灵敏度等特性,得出在相同的外轮廓尺寸、支撑梁、振子厚度以及振子到衬底的距离的条件下,栅形结构传感器的振子质量最大,空气阻尼最小,适合制作高分辨率的传感器;在大气下,梳齿结构灵敏度增加的同时空气阻尼力也会增加,且振子质量较小,适合制作高灵敏度,低分辨率传感器结构;梳栅结构的特点居于两者之间,适合制作需要兼顾分辨率和灵敏度的传感器。通过实例计算,证明了该结果。 展开更多

关键词 MEMS 微电容式惯性传感器 检测电容结构

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MEMS电容式三维微触觉测头设计及校准 被引量：8

11

作者 吴俊杰 李源 +2 位作者 李东升 卢歆 何明轩 《光学精密工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2013年第12期3087-3094,共8页

由于微纳米几何量计量很难以三维方式高精度地测量较大尺寸的器件,本文基于非硅MEMS工艺,开发了一种可用于微纳米尺度三维尺寸测量的电容式微触觉测头。利用电容频率测量法实现了微弱电容信号的采集。采用宏微结合驱动方式,设计了运动... 由于微纳米几何量计量很难以三维方式高精度地测量较大尺寸的器件,本文基于非硅MEMS工艺,开发了一种可用于微纳米尺度三维尺寸测量的电容式微触觉测头。利用电容频率测量法实现了微弱电容信号的采集。采用宏微结合驱动方式,设计了运动范围为25mm×25mm×10mm,单轴12μm范围内定位精度达1nm的三维微位移平台。最后,对测头的测量范围、线性、迟滞及分辨力进行了测试。结果表明,测头的轴向测量范围为4.5μm,横向测量范围大于5μm,轴向分辨力优于10nm,横向分辨力优于25nm,线性较好。开发的测头结构简单、分辨力高、体积小、成本低,可集成到纳米测量定位平台(NMM),完成具有大范围、亚微米或纳米级精度要求的测量任务。 展开更多

关键词 微触觉测头 微电容传感器 微机电系统 校准装置 纳米测量机

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道口车流量监测系统设计 被引量：5

12

作者 郭银景 康景利 +3 位作者 吕文红 王燕 唐富华 杨阳 《传感器技术》 CSCD 北大核心 2003年第11期66-68,共3页

一种基于同轴线的分布参数,以同轴线为敏感器件的微变电容式传感器研制成功并被应用到道口车流量监测系统中。该传感器由同轴电缆、单片机系统、高频检测电路和低频检测电路等几部分组成。根据同轴线的高频特性产生的脉冲信号的信息来... 一种基于同轴线的分布参数,以同轴线为敏感器件的微变电容式传感器研制成功并被应用到道口车流量监测系统中。该传感器由同轴电缆、单片机系统、高频检测电路和低频检测电路等几部分组成。根据同轴线的高频特性产生的脉冲信号的信息来判断车型;依据同轴线的低频特性产生的脉冲信号的信息,比较准确地判断出车速和车流量等信息。论述了道口车流量监测系统的原理与应用,实验结果表明利用微变电容式传感器设计的道口车流量监测系统具有较好的应用效果。 展开更多

关键词 微变电容式传感器 车流量监测 脉冲信号 车速监测 工作原理

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浓缩机絮凝沉降检测分析系统设计 被引量：1

13

作者 王卫东 任伟 +1 位作者 孙军涛 孙远 《工矿自动化》 北大核心 2013年第8期25-27,共3页

针对浓缩机药剂添加自动化闭环控制需求,设计了一种浓缩机絮凝沉降检测分析系统。当浓缩机中煤泥水浓度低于5%时,该系统采用CN141浊度计检测絮凝沉降效果,浊度计直接输出4～20mA的电流信号送微处理器处理;当煤泥水浓度为5%～35%时,该系... 针对浓缩机药剂添加自动化闭环控制需求,设计了一种浓缩机絮凝沉降检测分析系统。当浓缩机中煤泥水浓度低于5%时,该系统采用CN141浊度计检测絮凝沉降效果,浊度计直接输出4～20mA的电流信号送微处理器处理;当煤泥水浓度为5%～35%时,该系统采用微电容阵列传感器检测絮凝沉降效果,检测结果经放大滤波后送微处理器处理。实际应用表明,该系统能够准确、及时地检测出浓缩机絮凝沉降效果,实现了浓缩机絮凝剂添加的闭环控制。 展开更多

关键词 浓缩机 药剂添加 絮凝沉降 煤泥水浓度 微电容阵列传感器 浊度计 电极

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基于形态学串行运算的CMUT水下扇形扫描探测 被引量：4

14

作者 张睿 潘理虎 +1 位作者 陈立潮 张永梅 《传感技术学报》 CAS CSCD 北大核心 2018年第2期234-240,共7页

针对水下扇形扫描范围广、图像数据量有限引起的重建图像远场末端"裂缝"问题,本文在双立方漏点像素插值处理的基础上,提出了一种线性元素开运算和椭圆体元素闭运算的形态学串行算法,用于对重建图像的填充滤波。为了验证优化... 针对水下扇形扫描范围广、图像数据量有限引起的重建图像远场末端"裂缝"问题,本文在双立方漏点像素插值处理的基础上,提出了一种线性元素开运算和椭圆体元素闭运算的形态学串行算法,用于对重建图像的填充滤波。为了验证优化方法的性能,制定了CMUT阵列水下扫描探测方案,并搭建了相应探测系统,实验验证了该形态学串行运算算法实现了重建图像的填充,提高了信噪比和连续性,为水下探测目标识别提供有力依据。 展开更多

关键词 微电容式超声传感器 扇形扫描 信号处理 形态学 水下探测

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水下CMUT动态性能仿真与测试的研究 被引量：3

15

作者 张睿 解丹 +3 位作者 马健喆 潘理虎 张永梅 陈立潮 《传感技术学报》 CAS CSCD 北大核心 2019年第4期501-507,共7页

目前CMUT以其频带宽、易集成阵列化、无需匹配层、灵敏度高等优点成为水下超声传感器在研究及应用推广方面的一个新热点。主要开展了对CMUT动态性能的仿真与测试。首先利用SIMULINK对CMUT发射和接收性能进行动态仿真分析,并建立实验平台... 目前CMUT以其频带宽、易集成阵列化、无需匹配层、灵敏度高等优点成为水下超声传感器在研究及应用推广方面的一个新热点。主要开展了对CMUT动态性能的仿真与测试。首先利用SIMULINK对CMUT发射和接收性能进行动态仿真分析,并建立实验平台,以仿真结果作为依据对CMUT动态性能进行了测试,同时实现了CMUT水下初步探测。本研究为CMUT的设计提供了有利的依据。 展开更多

关键词 微电容式超声传感器 动态性能 仿真 测试 探测

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