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扩散硅压阻式压力传感器非线性误差纠正方法 被引量:8
1
作者 杨秋菊 王彤 《哈尔滨工程大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2023年第3期466-472,共7页
针对扩散硅压阻式压力传感器非线性误差纠正易受到误差传递算法的影响,导致纠正后最大相对波动较高的问题,本文提出基于恢复函数的压力传感器非线性误差纠正方法。采集扩散硅压阻式压力传感器信号数据,去除噪音信号,以恢复函数为基础,... 针对扩散硅压阻式压力传感器非线性误差纠正易受到误差传递算法的影响,导致纠正后最大相对波动较高的问题,本文提出基于恢复函数的压力传感器非线性误差纠正方法。采集扩散硅压阻式压力传感器信号数据,去除噪音信号,以恢复函数为基础,设计传感器的非线性误差传递算法;利用支持向量机算法构建非线性误差校正模型,再通过遗传算法优化模型参数,实现误差的良好补偿。实验结果表明:本文所提出的纠正方法应用效果与文献相比,传感器的最大相对波动分别降低了13.53%与7.08%,具有更优的应用性能,值得推广。 展开更多
关键词 恢复函数 扩散硅压阻式压力传感器 非线性误差 校正模型 支持向量机 遗传算法 测量误差分布 补偿
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快速上电响应的硅压阻式压力传感器温漂补偿 被引量:1
2
作者 周聪 闫晋平 +3 位作者 郭建成 游雨霖 杨振川 高成臣 《传感器与微系统》 北大核心 2025年第4期128-131,136,共5页
温度变化使得硅压阻式压力传感器产生零点漂移和灵敏度漂移,该漂移误差是硅压阻式压力传感误差的主要来源,也导致压阻式压力传感器上电后短时间出现上电热漂移现象,需要一定的预热时间。本文改进了实验测试平台的温控系统,提出了上电热... 温度变化使得硅压阻式压力传感器产生零点漂移和灵敏度漂移,该漂移误差是硅压阻式压力传感误差的主要来源,也导致压阻式压力传感器上电后短时间出现上电热漂移现象,需要一定的预热时间。本文改进了实验测试平台的温控系统,提出了上电热漂移补偿算法,设计了一种具有快速上电响应能力的压阻式压力传感器,能够实现自动化的温度补偿。经测试,温度补偿后,压力传感器的示值误差在0~40℃的温度范围优于0.02%FS。找出了影响上电热漂移的关键因素,对上电后8~60 s满量程输出进行上电热漂补,将上电热漂移由0.012%FS减小到了0.0016%FS,提高了上电快速响应能力。 展开更多
关键词 MEMS压力传感器 上电响应 高精度 温度补偿
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压敏电阻位置对压阻式压力传感器输出影响研究
3
作者 郝一鸣 雷程 +4 位作者 王涛龙 余建刚 冀鹏飞 闫施锦 梁庭 《仪表技术与传感器》 北大核心 2025年第5期10-14,共5页
随着MEMS技术的快速发展,压阻式压力传感器在微型化进程中面临性能挑战。文中采用有限元模拟分析方法,研究了膜片尺寸和压敏电阻的布局对传感器输出的影响。芯片尺寸固定为1 100μm×700μm×400μm。结果表明:方形膜片边长与... 随着MEMS技术的快速发展,压阻式压力传感器在微型化进程中面临性能挑战。文中采用有限元模拟分析方法,研究了膜片尺寸和压敏电阻的布局对传感器输出的影响。芯片尺寸固定为1 100μm×700μm×400μm。结果表明:方形膜片边长与芯片宽度的比例小于4∶5时,最大应力随膜片边长的增加而变大。选取膜片尺寸为460μm×460μm×7.5μm,当压敏电阻置于敏感膜上时,输出电压随压敏电阻到膜片边缘距离的减小而增大。当平行于膜边电阻超过敏感膜边缘2μm、垂直于膜边电阻超过敏感膜边缘6μm时,芯片满量程输出最大。结果显示,膜片相对于芯片尺寸的比例以及压敏电阻的布局对压阻式压力传感器输出特性具有显著的影响,合理设计芯片结构,可以确保在压力传感器的微型化过程中实现高性能的目标。 展开更多
关键词 压力传感器 有限元仿真 敏感膜尺寸 敏电 满量程输出
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针织材料基柔性压阻式压力传感器的研究进展
4
作者 孟凡杰 陈思 李日东 《毛纺科技》 北大核心 2025年第9期129-137,共9页
为了探究针织材料作为理想柔性基体在提升压阻传感器性能及推动其可穿戴应用方面的潜力,综述了基于针织材料在柔性压阻式压力传感器中的应用研究进展,首先介绍了针织物结构设计和传感材料的修饰方式;然后进一步重点阐述了不同维度针织... 为了探究针织材料作为理想柔性基体在提升压阻传感器性能及推动其可穿戴应用方面的潜力,综述了基于针织材料在柔性压阻式压力传感器中的应用研究进展,首先介绍了针织物结构设计和传感材料的修饰方式;然后进一步重点阐述了不同维度针织材料作为基体在柔性压阻式压力传感器中的应用以及材料结构对传感器性能的影响机制;最后对针织材料基柔性压阻式压力传感器的潜在应用领域进行简单介绍,并对针织压阻传感器的局限及改进方法进行了讨论,为未来针织材料在压阻传感器的研究提供了参考。 展开更多
关键词 针织材料 压力传感器 智能纺织品
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硅基MEMS梁-复合膜-岛压阻式压力传感器设计研究 被引量:3
5
作者 江浩 黄晶 +3 位作者 袁宇鹏 李春洋 苗晋威 李光贤 《压电与声光》 CAS 北大核心 2024年第1期118-123,共6页
针对微机电系统(MEMS)压力传感器灵敏度与非线性度难以兼顾的问题,提出了一种梁-复合膜-岛压力传感结构,运用有限元仿真软件优化整体结构尺寸以得到最大纵横应力差、挠度,并设计压阻条压敏电阻掺杂类型、掺杂浓度、结构尺寸及分布位置... 针对微机电系统(MEMS)压力传感器灵敏度与非线性度难以兼顾的问题,提出了一种梁-复合膜-岛压力传感结构,运用有限元仿真软件优化整体结构尺寸以得到最大纵横应力差、挠度,并设计压阻条压敏电阻掺杂类型、掺杂浓度、结构尺寸及分布位置。将梁-复合膜-岛结构与传统结构的输出进行仿真对比,由仿真结果可知,梁-复合膜-岛结构在0~60 kPa压力范围内灵敏度较相关结构提升7%以上,较E型结构提升2倍,非线性度为0.029%FSS,满足MEMS微压压力传感器的高灵敏度、高线性度等要求,可支撑医疗领域相关应用研究。 展开更多
关键词 压力传感器 敏电 高灵敏度
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恒压激励式压力传感器模拟补偿工艺效能提升
6
作者 陈海卫 陈仁军 高维烨 《传感器与微系统》 北大核心 2025年第8期120-123,127,共5页
硅压阻式压力传感器输出受温度变化影响。由于压力传感器实际工作环境的温度变化范围很大,需要采用温度补偿方法来抑制环境温度对传感器特性的影响。当前所采用的模拟式压力传感器调试工艺较为依赖人工操作,费时费力。本文给出了一种针... 硅压阻式压力传感器输出受温度变化影响。由于压力传感器实际工作环境的温度变化范围很大,需要采用温度补偿方法来抑制环境温度对传感器特性的影响。当前所采用的模拟式压力传感器调试工艺较为依赖人工操作,费时费力。本文给出了一种针对恒压激励下的硅压阻式压力传感器桌面模型补偿调试工艺,通过搭建补偿电路、元器件等桌面模型,以测试数据结合桌面模型计算的调试工艺提高压力传感器模拟补偿过程中的调试效率及合格率。1000余支压力传感器的验证结果表明,基于桌面模型计算的调试一次合格率大于99%、调试效率提升400%以上,过程能力指数(CPK)为1.77,具备较强的工程化推广前景。 展开更多
关键词 MEMS 压力传感器 模拟补偿 桌面模型计算 调试工艺
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基于PSO-BP温度补偿算法的智能压力传感器设计 被引量:2
7
作者 张凌峰 丁晓宇 潘慕绚 《南京航空航天大学学报(自然科学版)》 北大核心 2025年第1期160-168,共9页
压力信号是表征航空发动机工作性能的重要物理量。本文针对压力信号的高精度测量需求,提出了一种基于PSO-BP温度补偿算法的智能压力传感器设计方案。选取微电子机械系统(Micro-electro-mechanical system,MEMS)压阻式传感器作为信号感知... 压力信号是表征航空发动机工作性能的重要物理量。本文针对压力信号的高精度测量需求,提出了一种基于PSO-BP温度补偿算法的智能压力传感器设计方案。选取微电子机械系统(Micro-electro-mechanical system,MEMS)压阻式传感器作为信号感知端,通过模块化思想设计智能压力传感器的硬件和软件构架。针对压力传感器敏感元件因温度漂移造成的精度偏差问题,提出了一种基于PSO-BP神经网络的嵌入式温度补偿算法以提升测量精度。集成智能传感器软硬件功能,为验证智能传感器在全工况范围内的精度,进行多种压力、温度下的压力测量实验。结果表明,本文设计的智能压力传感器经补偿后满量程误差最大值为0.44%(量程范围为0~4 MPa),相比于传统插值法、多项式拟合法等温度补偿算法,精度提升至少20%,且算法单次仅耗时2μs,具有工程应用价值。 展开更多
关键词 航空发动机 MEMS智能压力传感器 模数转换驱动 温度补偿 PSO-BP神经网络
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微型硅压阻式压力传感器研制 被引量:13
8
作者 王永洪 张明义 +1 位作者 高强 王鹏 《传感器与微系统》 CSCD 2017年第11期106-108,共3页
结合多晶硅材料的压力敏感特性,通过在硅膜片上沉淀多晶硅压敏电阻及精密的微型化封装工艺,设计了微型硅压阻式土压力和孔隙水压力传感器。传感器通过将硅膜片在压力下的电阻值变化转换为电信号输出,通过标定实验得出:传感器的零点输出... 结合多晶硅材料的压力敏感特性,通过在硅膜片上沉淀多晶硅压敏电阻及精密的微型化封装工艺,设计了微型硅压阻式土压力和孔隙水压力传感器。传感器通过将硅膜片在压力下的电阻值变化转换为电信号输出,通过标定实验得出:传感器的零点输出小,动态频响高,线性拟合度高,且适用于监测精度要求高的实际工程及受尺寸限制的室内模型试验。 展开更多
关键词 微型 压力 孔隙水压力
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TPMS硅基压阻式压力传感器的研制 被引量:5
9
作者 张艳红 刘兵武 +3 位作者 刘理天 张兆华 谭智敏 林惠旺 《传感技术学报》 CAS CSCD 北大核心 2006年第05B期1822-1825,共4页
轮胎压力监测系统(TPMS)对压力传感器越来越大的市场需求使得这类传感器再次成为一个研究热点.商业领域对新一代压力传感器的要求是小尺寸、高性能、低价格,针对在30μm厚度的硅杯方形薄膜上采用新型折线形状和位置的压敏电阻,设计并制... 轮胎压力监测系统(TPMS)对压力传感器越来越大的市场需求使得这类传感器再次成为一个研究热点.商业领域对新一代压力传感器的要求是小尺寸、高性能、低价格,针对在30μm厚度的硅杯方形薄膜上采用新型折线形状和位置的压敏电阻,设计并制作了一系列压阻式压力传感器.分析和讨论了膜的面积、电阻形状和位置等参数对压力传感器的灵敏度和线性度的影响.测试得到1000kPa量程下边长为370μm的压力传感器灵敏度和线性度分别为15.5mV/V·FS、0.012%/FS;边长为470μm的传感器的灵敏度和线性度分别为32.2mV/V·FS、0.078%/FS,满足TPMS应用标准.这种器件体积小、成品率高,灵敏度和线性度均得到提高,也可用于医学、航空等其他领域. 展开更多
关键词 压力传感器 灵敏度 线性度 TPMS
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硅压阻式压力传感器非线性误差校正方法 被引量:16
10
作者 蒋小燕 徐大诚 +2 位作者 杨成 谢维钦 王文襄 《传感器与微系统》 CSCD 北大核心 2006年第1期76-78,84,共4页
利用ZMD31020传感器信号处理器,实现了硅压阻式传感器的非线性及温度补偿。通过软件输入预先设定的数字量给ZMD31020处理器的存贮空间,可实现硅压阻式压力传感器(PRT)的零点输出、热零点漂移、满量程输出、热灵敏度漂移和非线性的高精... 利用ZMD31020传感器信号处理器,实现了硅压阻式传感器的非线性及温度补偿。通过软件输入预先设定的数字量给ZMD31020处理器的存贮空间,可实现硅压阻式压力传感器(PRT)的零点输出、热零点漂移、满量程输出、热灵敏度漂移和非线性的高精度校准和补偿。传感器的输出精度达到了0.275%。 展开更多
关键词 压力传感器 信号调理 软件补偿
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硅四端横向压阻式压力传感器的解析模型 被引量:2
11
作者 周国祥 柯导明 +1 位作者 陈军宁 徐海卫 《中国科学技术大学学报》 CAS CSCD 北大核心 2005年第5期634-638,共5页
用摄动法求解了硅横向压阻效应四端器件的偏微分方程.用渐近解的分析方法对所求到的解进行简化,导出了硅横向压阻效应四端压力传感器的输出电压表达式.所得公式能够定量表达输出电压与输入参量和器件几何参数的关系,所得到结果与数值解... 用摄动法求解了硅横向压阻效应四端器件的偏微分方程.用渐近解的分析方法对所求到的解进行简化,导出了硅横向压阻效应四端压力传感器的输出电压表达式.所得公式能够定量表达输出电压与输入参量和器件几何参数的关系,所得到结果与数值解和实验结果吻合. 展开更多
关键词 效应 四端器件 解析模型 压力传感器 摄动法
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基于深度信念网络的硅压阻式压力传感器高精度温度补偿模型的研究 被引量:10
12
作者 石文兵 葛斌 苏树智 《传感技术学报》 CAS CSCD 北大核心 2021年第7期995-1000,共6页
硅压阻式压力传感器因对温度具有敏感性,工作时受环境温度的影响会产生温度漂移现象,降低了测量精度,为提升压力传感器的检测精度,提出了一种基于深度信念网络(Deep Belief Network,DBN)的高精度温度补偿模型。研究了压阻式压力传感器... 硅压阻式压力传感器因对温度具有敏感性,工作时受环境温度的影响会产生温度漂移现象,降低了测量精度,为提升压力传感器的检测精度,提出了一种基于深度信念网络(Deep Belief Network,DBN)的高精度温度补偿模型。研究了压阻式压力传感器的工作原理和温度补偿的数学模型,利用深度学习强大的数据表征能力,设计了区间定位的温度补偿模型构建算法,建立并优化DBN模型的网络结构,将DBN温度补偿模型对实验数据进行训练拟合,结果表明:温度补偿后的满量程相对误差由原来的7.013×10-3提升至8.240×10-5,验证了所提出的方法能具有较好的稳定性和温度补偿效果,较大幅度地提升了传感器的检测精度。 展开更多
关键词 温度补偿模型 深度信念网络 压力传感器 温度漂移
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硅压阻式压力传感器误差修正算法的FPGA实现 被引量:11
13
作者 华振宇 徐大诚 《传感器与微系统》 CSCD 2017年第2期101-103,106,共4页
针对现场可编程门阵列(FPGA)的输入输出(I/O)资源丰富、并行执行特点对设计大规模硅压阻式压力传感器补偿系统以及提高其补偿效率有一定的意义,提出了一种FPGA补偿系统设计方案并对传感器输入输出存在的非线性误差,设计了32位单精度浮... 针对现场可编程门阵列(FPGA)的输入输出(I/O)资源丰富、并行执行特点对设计大规模硅压阻式压力传感器补偿系统以及提高其补偿效率有一定的意义,提出了一种FPGA补偿系统设计方案并对传感器输入输出存在的非线性误差,设计了32位单精度浮点运算单元实现曲线拟合法中的多项式拟合算法,使用Verilog语言在Xilinx ISE中实现FPGA的逻辑设计、仿真和综合。结果证明:设计的可在FPGA中综合实现的多项式拟合算法效果显著,可以对非线性系统进行校正,有较高的应用价值。 展开更多
关键词 压力传感器 非线性校正 现场可编程门阵列 曲线拟合
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采用环形扩散电阻的硅压力传感器 被引量:1
14
作者 唐祯安 蒋国平 牛德芳 《仪表技术与传感器》 CSCD 北大核心 1992年第6期1-3,共3页
本文通过对C型硅杯式压力传感器工艺误差的分析,介绍了采用环形扩散电阻的优点,设计方法和实验结果。
关键词 传感器 压力传感器
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温阶环境下基于桥压测温的压力传感器温度补偿
15
作者 潘岚青 程新利 +1 位作者 王冰 谢南南 《仪表技术与传感器》 北大核心 2025年第3期15-19,共5页
为了克服压阻式压力传感器在温度分布不均匀环境中温度补偿效果差、压力测量精度低的问题,设计使用惠斯登电桥的桥臂电压测量力敏结构的实际温度,提高传感器温度补偿效果和测量精度。实验采用对比法,实验组和对照组采用相同型号的压力... 为了克服压阻式压力传感器在温度分布不均匀环境中温度补偿效果差、压力测量精度低的问题,设计使用惠斯登电桥的桥臂电压测量力敏结构的实际温度,提高传感器温度补偿效果和测量精度。实验采用对比法,实验组和对照组采用相同型号的压力传感器、处理硬件电路、温度补偿算法及补偿温度点,但分别使用Pt1000与桥压测温2种方式进行传感器温度系数补偿。实验发现:高低温实验箱稳态温度环境下,2种方式压力测量精度接近;但在温度变化及温阶环境下,采用Pt1000测温补偿方式的传感器精度出现较大波动,而采用桥压测温补偿方式的传感器精度基本不受影响。实验证明:在复杂温度变化环境下,使用桥压测温补偿方式可以有效保障压力传感器测量精度。 展开更多
关键词 测温 温度补偿 压力传感器 温阶
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硅压阻式压力传感器的温度补偿 被引量:6
16
作者 徐桂华 《数据采集与处理》 CSCD 1994年第3期229-232,共4页
分析了硅压阻式压力传感器的温度误差来源,给出了通过长时间实验的温度与传感器输出电阻的数据,提出了对此类传感器温度误差的测量和修正方法,从而保证此类传感器在大温度范围内得到高精度使用。
关键词 压力传感器 温度测量 补偿电路
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MXene基羊绒织物压力传感器的构筑及性能
17
作者 潘依诺 杨春冰 +4 位作者 杜赵群 薛惊理 金光 陈文浩 牟黄波 《现代纺织技术》 北大核心 2025年第10期115-122,共8页
为获得基于羊绒针织物的柔性压力传感器,选用MXene作为导电活性材料,以羊绒针织物为基底,采用浸渍-干燥工艺制备了织物基压力传感器。设计不同浸渍次数的压力传感器,探究浸渍次数对灵敏度的影响,并对传感器进行形貌观察和传感性能测试... 为获得基于羊绒针织物的柔性压力传感器,选用MXene作为导电活性材料,以羊绒针织物为基底,采用浸渍-干燥工艺制备了织物基压力传感器。设计不同浸渍次数的压力传感器,探究浸渍次数对灵敏度的影响,并对传感器进行形貌观察和传感性能测试分析。结果表明:羊绒织物浸渍MXene溶液后,MXene可以有效地附着在羊绒纤维上形成导电通路;浸渍次数为2次的羊绒针织物压力传感器的灵敏度最高,在0~50 kPa范围内灵敏度为0.01531 kPa-1;压力传感范围在0~150 kPa;在不同应力条件下,该传感器展现出优异的稳定性和重现性,经过超1000 s的压力加载/卸载循环测试,其传感性能仍保持稳定;该传感器可以用于人体关节运动监测,也可以通过按压时间长短实现摩斯密码信息传递,用于加密通讯和救援等领域。MXene基羊绒针织物压力传感器在可穿戴纺织品领域具有应用潜力。 展开更多
关键词 织物压力传感器 MXene 羊绒织物 智能纺织品 传感器
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硅压阻式压力传感器的现场可编程自动补偿技术 被引量:5
18
作者 袁智荣 郭和平 《传感器与微系统》 CSCD 北大核心 2008年第11期72-73,77,共3页
为了提高硅压阻式压力传感器温度性能指标,并实现快速补偿,通过以ADμC816微处理器为核心设计了智能压力传感器,提出了传感器在宽温区下测量误差的自动补偿办法,通过对IC sensor系列压力传感器的应用,使其温度性能提高了1-2个数量级。
关键词 压力传感器 下载 自动补偿
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用硅压阻式压力传感器解算高度速度的方法 被引量:1
19
作者 袁智荣 韩伟 姜彤 《传感器技术》 CSCD 北大核心 2002年第9期39-41,44,共4页
简要阐述了解算气压高度速度的原理,对使用硅压阻式压力传感器来解算高度速度的误差和传感器选择作了详细分析,结果表明,用硅压阻式压力传感器来作简易的高度速度测量,可达到中等测量精度的水平。
关键词 压力传感器 高度 速度
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硅压阻式压力传感器的一种温度补偿方法及其应用 被引量:13
20
作者 袁智荣 王文襄 《传感器技术》 CSCD 1998年第3期25-27,共3页
介绍了一种用压力一温度复合传感器对硅压阻式压力传感器温度特性的补偿方法。此电路设计简单,调节方便,在无人机上得到了应用。
关键词 复合传动感器 宽温区补偿 压力传感器
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