全柔性热膜微传感器阵列制造工艺及性能优化 被引量：10

1

作者 马炳和 赵建国 +1 位作者 邓进军 苑伟政 《光学精密工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2009年第8期1971-1977,共7页

为了测量飞机、流体管腔等气动面上的温度、剪应力等流场参数分布,以镍作为热敏材料,利用MEMS微加工技术在聚酰亚胺衬底上制作出了一种全柔性的热膜微传感器阵列。该传感器阵列的整体厚度薄(100μm以内)、软性可弯,可以紧贴曲型壁面从... 为了测量飞机、流体管腔等气动面上的温度、剪应力等流场参数分布,以镍作为热敏材料,利用MEMS微加工技术在聚酰亚胺衬底上制作出了一种全柔性的热膜微传感器阵列。该传感器阵列的整体厚度薄(100μm以内)、软性可弯,可以紧贴曲型壁面从边界层底部实现非破坏性的动态流场参数测量。设计了器件阵列结构,研发了基于溅射成型与退火热处理的微加工工艺。结合工艺与测试实验,系统地分析了氩气压强、衬底温度、溅射功率、退火温度等工艺参数对电阻温度系数的影响规律。为了获得更高的器件灵敏度,通过优化工艺参数提高了柔性热膜微传感器的电阻温度系数,使其达到了4.64×10-3/℃,并且保持了好的线性度。 展开更多

关键词 镍 柔性热膜传感器阵列 电阻温度系数 微加工

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疲劳环境对柔性涡流阵列传感器输出信号的影响规律研究 被引量：4

2

作者 杜金强 于海涛 +2 位作者 张学兵 刘展 武卫 《传感器与微系统》 CSCD 北大核心 2023年第6期51-53,共3页

将柔性涡流阵列传感器与金属结构集成实施裂纹监测的过程中,结构会受到装配应力、工作应力等疲劳环境的作用,进而对裂纹监测过程带来影响。通过不同结构损伤状态和不同疲劳环境下的裂纹监测试验,研究了疲劳环境对柔性涡流阵列传感器输... 将柔性涡流阵列传感器与金属结构集成实施裂纹监测的过程中,结构会受到装配应力、工作应力等疲劳环境的作用,进而对裂纹监测过程带来影响。通过不同结构损伤状态和不同疲劳环境下的裂纹监测试验,研究了疲劳环境对柔性涡流阵列传感器输出信号的影响规律。研究表明:当被监测结构无裂纹时,疲劳环境对传感器输出影响很小;当被监测结构出现裂纹后,传感器输出信号会随着疲劳环境的变化出现明显波动,进而会对裂纹监测过程产生一定的影响。 展开更多

关键词 柔性涡流阵列传感器 裂纹监测 疲劳环境 影响规律

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柔性传感器智能脉诊系统信号采集处理技术 被引量：1

3

作者 王世丹 许红 +2 位作者 付红波 丁付阳 吴大鸣 《数据采集与处理》 CSCD 北大核心 2024年第1期236-246,共11页

脉搏诊断仪器的研发和使用为传统中医的智能诊断提供了客观基础,但现有的脉搏诊断设备没有考虑采集部位(寸、关、尺)与压力(浮、中、沉)共同作用时对诊断结果的影响,诊断精度仍有提升空间。为了更加准确地识别脉象,本文提出了一种基于... 脉搏诊断仪器的研发和使用为传统中医的智能诊断提供了客观基础,但现有的脉搏诊断设备没有考虑采集部位(寸、关、尺)与压力(浮、中、沉)共同作用时对诊断结果的影响,诊断精度仍有提升空间。为了更加准确地识别脉象,本文提出了一种基于柔性传感器的智能脉诊系统和相应的脉搏信号处理方法。在寸、关、尺采集部位安装3个阵列柔性传感器,通过设置浮、中、沉不同压力阈值,获取多组脉象信号,接着提取信号特征,并基于多重集典型相关分析(Multi-set canonical correlations analysis,MCCA)方法对多通道特征进行融合,以获得更多脉搏信息。实验结果表明,本文所提方法在4种典型脉象分类中,脉象分类准确度得到进一步提升。本文设计的采集部位、压力相结合的脉象感应方法可以模拟还原中医诊断过程,有助于提取真实的脉搏信号,为后续基于柔性传感器的智能脉搏诊断设备的研发提供了理论基础和参考价值。 展开更多

关键词 聚合物基柔性阵列传感器 脉象感知 多重集典型相关分析特征融合 脉象信号

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柔性涡流阵列传感器的磁场计算分析 被引量：1

4

作者 曹青松 毕彬杰 周继惠 《传感器与微系统》 CSCD 2016年第11期6-8,11,共4页

设计了一种由6个阵列单元(螺旋线圈)所组成的柔性涡流阵列传感器,基于电磁场理论建立柔性涡流阵列单元的电磁场模型,推导出柔性阵列单元线圈径向和轴向的磁场强度计算公式,仿真分析阵列单元线圈磁场强度与电流、线圈间隙、内外径等参数... 设计了一种由6个阵列单元(螺旋线圈)所组成的柔性涡流阵列传感器,基于电磁场理论建立柔性涡流阵列单元的电磁场模型,推导出柔性阵列单元线圈径向和轴向的磁场强度计算公式,仿真分析阵列单元线圈磁场强度与电流、线圈间隙、内外径等参数的关系,对柔性涡流阵列传感器的发展具有一定参考价值。 展开更多

关键词 柔性涡流阵列传感器 裂纹检测 磁场强度 螺旋线圈

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镓基液态金属柔性叉指阵列电容传感器设计及实验测试 被引量：1

5

作者 孙英 韩智昊 +1 位作者 汪忠晟 翁玲 《仪表技术与传感器》 CSCD 北大核心 2023年第10期1-6,共6页

为解决传统叉指电容传感器采用铜和印制电路板打印制备无柔性、难以贴合不平整被测物表面等问题,提出了基于镓基液态金属的柔性叉指阵列电容传感器设计方案。考虑电极层和基板的影响及叉指阵列结构的影响构建传感器数学模型,确定传感器... 为解决传统叉指电容传感器采用铜和印制电路板打印制备无柔性、难以贴合不平整被测物表面等问题,提出了基于镓基液态金属的柔性叉指阵列电容传感器设计方案。考虑电极层和基板的影响及叉指阵列结构的影响构建传感器数学模型,确定传感器的各项参数。利用镓基液态金属制备柔性叉指阵列传感器,对其进行实验标定和输出特性测试,并将其应用于材料材质识别研究。测试与仿真结果表明,该柔性叉指阵列电容传感器具有良好的柔性、灵敏度和输出特性,具有应用于材料材质识别的应用潜力。 展开更多

关键词 镓基液态金属 柔性叉指阵列电容传感器 传感器设计 材料材质识别

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一种柔性三维力触觉传感器阵列的实现方法 被引量：5

6

作者 张正勇 孔德义 +5 位作者 梅涛 单建华 倪林 孙磊 吕晓庆 孟庆虎 《传感技术学报》 CAS CSCD 北大核心 2007年第11期2382-2385,共4页

介绍了一种可安装在曲面上,对三维力进行检测的柔性三维力触觉传感器阵列的实现方法.首先采用MEMS技术制备三维力触觉传感器阵列,再将多个三维力触觉传感器单元分别通过倒装焊技术集成在已加工好的柔性电路板基底上,实现了传感器与信号... 介绍了一种可安装在曲面上,对三维力进行检测的柔性三维力触觉传感器阵列的实现方法.首先采用MEMS技术制备三维力触觉传感器阵列,再将多个三维力触觉传感器单元分别通过倒装焊技术集成在已加工好的柔性电路板基底上,实现了传感器与信号处理电路的互连和传感器阵列(4×4)的柔性化.采用信号选通的多路信号采集方法简化了传感器阵列的信号处理电路.测试结果表明,柔性触觉传感器阵列可弯曲变形90°以上,检测三维力的分辨率达到0.1 N. 展开更多

关键词 MEMS技术 柔性三维力触觉传感器阵列 倒装焊技术 多路信号选通

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柔性涡流阵列传感器孔边裂纹监测技术 被引量：1

7

作者 樊祥洪 缑百勇 +3 位作者 陈涛 何宇廷 崔荣洪 喻健 《北京航空航天大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2023年第3期726-734,共9页

针对这一问题,提出了一种带双面补强的柔性涡流阵列传感器并用于孔边裂纹监测。通过COMSOL有限元软件建立传感器和被测试验件的有限元模型,分析提离距离、垫片磁导率变化和裂纹扩展对传感器输出信号的影响;制备带补强和不带补强的传感器... 针对这一问题,提出了一种带双面补强的柔性涡流阵列传感器并用于孔边裂纹监测。通过COMSOL有限元软件建立传感器和被测试验件的有限元模型,分析提离距离、垫片磁导率变化和裂纹扩展对传感器输出信号的影响;制备带补强和不带补强的传感器,并开展挤压实验和在线疲劳裂纹监测实验;根据实验结果和仿真结果之间的差异进行误差分析。结果显示:随着提离距离和垫片磁导率的增加,传感器输出感应电压逐渐增大;传感器裂纹监测灵敏度随着提离距离的增加而逐渐减小;带补强的传感器可以在螺栓拧紧扭矩为63 N·m的条件下工作,而不带补强的传感器在拧紧力矩为50 N·m时完全失效;通过在线疲劳裂纹监测实验验证了带补强的传感器对裂纹具有定量监测能力,裂纹监测精度与激励线圈之间的间距一致,可达1 mm;实验结果与仿真结果之间的差异主要由提离距离引入。 展开更多

关键词 柔性涡流阵列传感器 孔边裂纹监测 灵敏度 双面补强 提离距离

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阵列式柔性力敏传感器的平衡校准标定方法 被引量：4

8

作者 王怀鹏 周旭 +3 位作者 姚志明 杨先军 王鹏 秦嘉深 《传感技术学报》 CAS CSCD 北大核心 2022年第6期719-724,共6页

阵列式柔性力敏传感器在国家安全、医疗健康、工业制造、人机交互等领域发挥着重要作用,但由于材料和制备工艺等因素,传感器存在误差。针对阵列式柔性力敏传感器的一致性问题和反馈值补偿问题,分析其产生的原因,提出并设计了气压型一体... 阵列式柔性力敏传感器在国家安全、医疗健康、工业制造、人机交互等领域发挥着重要作用,但由于材料和制备工艺等因素,传感器存在误差。针对阵列式柔性力敏传感器的一致性问题和反馈值补偿问题,分析其产生的原因,提出并设计了气压型一体化标定台和相应的平衡校准标定方法。标定台使用气泵作为压力源,通过硅胶膜将压力传导至传感器;平衡校准标定方法首先使用基于Q值检验的离群值处理方法对传感器各敏感点进行平衡,然后引入LMBP算法进行校准。实验表明:R^(2)大于0.997,误差小于2.7%F.S,该标定方法实时性和准确性高,操作简单,具有很好的实用性。 展开更多

关键词 阵列式柔性力敏传感器 反馈值补偿 平衡校准 离群值处理 LMBP

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基于柔性薄膜阵列压力传感器的抱闸故障诊断 被引量：3

9

作者 皮瑶 刘惠康 李倩 《高技术通讯》 CAS 2021年第8期836-843,共8页

抱闸制动装置广泛应用于工业提升装置、民用曳引式电梯,针对抱闸制动器的运行状态监测和故障诊断,本文提出一种基于柔性薄膜阵列压力传感器的故障诊断方法,运用卷积神经网络(CNN)对传感器的数据进行处理达到故障诊断的目的。本文在LeNet... 抱闸制动装置广泛应用于工业提升装置、民用曳引式电梯,针对抱闸制动器的运行状态监测和故障诊断,本文提出一种基于柔性薄膜阵列压力传感器的故障诊断方法,运用卷积神经网络(CNN)对传感器的数据进行处理达到故障诊断的目的。本文在LeNet5模型的基础上引入跨连接部分,将网络结构中提取的低层次特征与高层次特征相结合,经过全连接层达到多分类的目的。通过训练来自柔性薄膜阵列压力传感器的实验数据,该模型实现了4种基本抱闸故障和正常状态的自动识别。实验结果表明,改进的LeNet卷积神经网络模型在抱闸故障诊断上的检测正确率达到99.19%,该模型在同一训练数据集上的表现明显优于传统的LeNet5模型。 展开更多

关键词 柔性薄膜阵列压力传感器 LeNet模型 跨连接 抱闸制动器 故障诊断

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压阻式柔性压力传感器阵列信号采集系统设计 被引量：11

10

作者 周瑞 李时维 +1 位作者 李绍成 郭晓磊 《传感器与微系统》 CSCD 北大核心 2021年第9期104-107,共4页

针对触觉传感检测的实际需求,基于STM32单片机,采用分档分压与恒流源相结合的方法设计了一种压阻式柔性压力传感器阵列信号采集系统;基于串口通信技术设计了计算机信号读取与分析系统。设计开发的系统可以实现传感器阵列信号的实时采集... 针对触觉传感检测的实际需求,基于STM32单片机,采用分档分压与恒流源相结合的方法设计了一种压阻式柔性压力传感器阵列信号采集系统;基于串口通信技术设计了计算机信号读取与分析系统。设计开发的系统可以实现传感器阵列信号的实时采集、分析和存储,系统稳定性较好。采用标准电阻对研制的信号采集系统进行了性能检验,系统测量阻值与标准阻值的误差在1%以内,表明设计的信号采集系统满足压阻式柔性压力传感器阵列的检测需求。 展开更多

关键词 压阻式柔性压力传感器阵列 STM32单片机 信号采集

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柔性压力传感阵列弯曲应变与温变联合补偿方法

11

作者 陈翰 何聪 +3 位作者 许祖锋 张远媛 张为 朱城磊 《传感技术学报》 CAS CSCD 北大核心 2024年第3期423-429,共7页

围绕柔性压力传感器阵列在弯曲且温度变化的物体表面进行压力测量时会表现出复杂的压力特性,提出了基于深度相机与红外相机的传感器联合补偿装置,介绍了联合补偿装置获取各传感单元补偿参考量与计算真实压力值的方法。采用COMSOL软件对... 围绕柔性压力传感器阵列在弯曲且温度变化的物体表面进行压力测量时会表现出复杂的压力特性,提出了基于深度相机与红外相机的传感器联合补偿装置,介绍了联合补偿装置获取各传感单元补偿参考量与计算真实压力值的方法。采用COMSOL软件对柔性压力传感器阵列进行仿真建模,搭建了各传感单元弯曲应变量各不相同的仿真场景,生成了弯曲应变与温变联合补偿模型的样本集。构建了基于BP神经网络的柔性压力传感器阵列弯曲应变与温变联合补偿模型,经计算验证,压力补偿值与真实值之间的相对误差百分比控制在0.4%以内,补偿效果明显,满足了各传感单元弯曲应变情况不同需要实现精准补偿的需求,对于柔性压力传感器阵列的实际应用具有借鉴作用。 展开更多

关键词 柔性压力传感器阵列 压力补偿 补偿装置 COMSOL BP神经网络

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基于聚酰亚胺基底的热剪切应力传感器设计 被引量：4

12

作者 孙永明 刘武 +1 位作者 张卫平 陈宏海 《传感器与微系统》 CSCD 北大核心 2013年第8期92-94,101,共4页

设计了一种基于柔性MEMS技术的双热线结构剪切应力传感器,可以实现曲体表面上二维剪切应力的矢量测量,对于实现流场的主动控制具有重要的意义。介绍了双热线热剪切应力传感器及其阵列的原理和结构设计;通过有限元仿真分析对器件的尺寸... 设计了一种基于柔性MEMS技术的双热线结构剪切应力传感器,可以实现曲体表面上二维剪切应力的矢量测量,对于实现流场的主动控制具有重要的意义。介绍了双热线热剪切应力传感器及其阵列的原理和结构设计;通过有限元仿真分析对器件的尺寸参数进行了优化设计;利用MEMS工艺制作方法,实现了信号背线引接技术,减少了对流场的干扰。实验结果表明:工艺流程设计和器件参数设计合理,传感器阵列具有良好测试性能。 展开更多

关键词 柔性传感器阵列 双热线 聚酰亚胺 有限元分析 MEMS

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柔性触觉传感阵列力觉标定及加载系统 被引量：3

13

作者 郭小辉 黄英 +2 位作者 解志诚 毛磊东 江宜舟 《仪器仪表学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2016年第11期2613-2619,共7页

为解决现有触觉力标定系统不易实现对柔性触觉传感阵列中任意触觉单元进行标定,且存在精度低、不易操作等弊端,设计并研制了一种柔性触觉传感阵列力觉标定及加载系统。利用STM32F103VET6高性能微处理器控制步进电机以联动S型高精度压力... 为解决现有触觉力标定系统不易实现对柔性触觉传感阵列中任意触觉单元进行标定,且存在精度低、不易操作等弊端,设计并研制了一种柔性触觉传感阵列力觉标定及加载系统。利用STM32F103VET6高性能微处理器控制步进电机以联动S型高精度压力传感器实现二维力的精确加载与标定,并将标定信息于上位机实时图形化显示。介绍了标定平台的结构特点、工作原理及系统软硬件设计,通过对系统误差分析及平台标定测试,可实现二维力加载范围0-50 N,法向与切向精确度为0.18%FS。触觉力加载应用实验表明,该加载平台具有较高的测量精度和较强的实用性,为不同结构单元的柔性触觉传感阵列二维力标定及加载提供了便利。 展开更多

关键词 柔性触觉传感器阵列 标定系统 信号处理 触觉力 误差分析

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基于多传感器集成的仿人机器人足部感知系统 被引量：1

14

作者 申飞 吴宝元 +2 位作者 罗健飞 任阳 吴仲城 《传感技术学报》 CAS CSCD 北大核心 2011年第12期1701-1706,共6页

足部是仿人机器人本体支撑的基础,也是唯一与地面接触并发生相互作用的主要部件,其各种地面信息获取能力是机器人实现仿人的自然性稳定行走控制的关键。基于六维力传感器、惯量测量单元和柔性触觉阵列传感器,设计了一种新型仿人机器人... 足部是仿人机器人本体支撑的基础,也是唯一与地面接触并发生相互作用的主要部件,其各种地面信息获取能力是机器人实现仿人的自然性稳定行走控制的关键。基于六维力传感器、惯量测量单元和柔性触觉阵列传感器,设计了一种新型仿人机器人集成化足部感知系统(IPFS),具备对各种地面环境识别和足部姿态获取、足底与外界接触位置的实时感知和估计、有效支撑区域、地面反力以及姿态等信息的感知能力。实机实验结果表明足部感知系统较好地满足仿人机器人理论化和实用化需求,为促进仿人机器人理论研究、控制技术、仿生步态规划及其体系结构的创新提供了实验研究平台。 展开更多

关键词 仿人机器人 足部感知系统(IPFS) 六维力传感器 惯量测量单元 柔性阵列力传感器

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电动跑步机上步态特征获取系统的设计 被引量：9

15

作者 杨先军 李春丽 +3 位作者 夏懿 刘建强 王俊青 孙怡宁 《传感技术学报》 CAS CSCD 北大核心 2012年第6期751-755,共5页

将柔性阵列压力传感技术应用到跑步机上,设计了一种新的在跑步机上获取步态特征的系统。该系统可以准确获取步长、步频、腾空时间和支撑时间等4个步态特征指标,用于跑步机上跑步的步态特征分析。通过研究不同速度下训练者的步态特征,发... 将柔性阵列压力传感技术应用到跑步机上,设计了一种新的在跑步机上获取步态特征的系统。该系统可以准确获取步长、步频、腾空时间和支撑时间等4个步态特征指标,用于跑步机上跑步的步态特征分析。通过研究不同速度下训练者的步态特征,发现训练者会通过调整步频和步长以达到设定的跑步机跑速;同时,训练者在不同速度下调整的方式是不同的。因此,该研究为今后在电动跑步机上实现速度自适应控制提供了很好的参考。 展开更多

关键词 柔性阵列压力传感器 跑步机 步态

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基于深度置信网络的制动器故障诊断方法 被引量：6

16

作者 李倩 刘惠康 +1 位作者 皮瑶 喻青 《高技术通讯》 CAS 2021年第10期1075-1080,共6页

针对吊车制动器故障诊断中故障机理复杂、先验知识欠缺、传统的故障诊断方法精度不高和人工依赖大等问题,本文提出一种基于深度置信网络(DBN)的制动器故障诊断方法。该方法通过柔性薄膜传感器阵列获取制动器不同工况的实时特征数据及信... 针对吊车制动器故障诊断中故障机理复杂、先验知识欠缺、传统的故障诊断方法精度不高和人工依赖大等问题,本文提出一种基于深度置信网络(DBN)的制动器故障诊断方法。该方法通过柔性薄膜传感器阵列获取制动器不同工况的实时特征数据及信号,利用网络的无监督特征学习和有监督微调,构建制动器故障诊断的深层网络模型,从而实现了对制动器的故障诊断及预测。最后,分别与支持向量机(SVM)和遗传算法(GA)优化的BP神经网络(GA-BP)进行了对比研究,通过实验证明了本文方法的优越性。 展开更多

关键词 深度置信网络(DBN) 吊车制动器 故障诊断 柔性薄膜传感器阵列

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