非接触式电容压力传感器敏感元件的设计及性能分析 被引量：7

1

作者 尚永红 李艳秋 +2 位作者 于红云 孙红光 苏波 《传感技术学报》 CAS CSCD 北大核心 2008年第2期276-279,共4页

将中心岛膜结构的压力敏感膜用在非接触式电容式压力传感器中,解决了平膜结构带来的各点挠度不同、非线性和需要后续补偿电路的问题。通过对材料为多晶硅的中心岛膜进行结构优化设计和挠度、应力等力学性能分析。计算了在不同外加压力... 将中心岛膜结构的压力敏感膜用在非接触式电容式压力传感器中,解决了平膜结构带来的各点挠度不同、非线性和需要后续补偿电路的问题。通过对材料为多晶硅的中心岛膜进行结构优化设计和挠度、应力等力学性能分析。计算了在不同外加压力条件下压力敏感膜的电容数值、灵敏度和线性度。根据优化设计,外加压力在0.2～1.4×10^5Pa间变化时,电容值在0.0251～0.0281pF间变化;通过分析两种结构敏感膜在XY面内同一位置与中心挠度差的变化率,中心岛膜结构的变化率为49.4%低于平膜结构1.7%。因而中心岛膜结构比平膜结构有更好的灵敏度和线性。 展开更多

关键词 非接触式电容压力传感器 敏感元件 MEMS

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ANSYS在接触式电容压力传感器非线性分析中的应用 被引量：1

2

作者 卞剑涛 颜黄苹 +1 位作者 冯勇建 王亚强 《仪表技术与传感器》 CSCD 北大核心 2002年第3期3-6,共4页

通过对接触式电容传感器结构原理的分析 ,运用ANSYS对传感器膜片在外加压力作用下的接触和大变形等非线性问题进行分析 ,并基于有限元法编写相应的程序 ,直接得出输出电容与外加压力之间的关系。比较实验结果 ,验证了ANSYS对接触式电容... 通过对接触式电容传感器结构原理的分析 ,运用ANSYS对传感器膜片在外加压力作用下的接触和大变形等非线性问题进行分析 ,并基于有限元法编写相应的程序 ,直接得出输出电容与外加压力之间的关系。比较实验结果 ,验证了ANSYS对接触式电容压力传感器非线性分析的可行性 。 展开更多

关键词 有限元法 微传感器 ANSYS 接触式电容压力传感器 非线性分析

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基于电容法的非接触式土壤水分传感器设计与性能分析 被引量：19

3

作者 高志涛 刘卫平 赵燕东 《农业机械学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2016年第11期185-191,共7页

针对接触式土壤水分传感器存在对土体破坏大及使用安装、更换困难等问题,设计了一种基于电容法的非接触式土壤水分传感器。借助网络矢量分析仪对传感器环形探头在不同介电常数的有机溶液中进行测量,确定了传感器环形探头电容变化范围为7... 针对接触式土壤水分传感器存在对土体破坏大及使用安装、更换困难等问题,设计了一种基于电容法的非接触式土壤水分传感器。借助网络矢量分析仪对传感器环形探头在不同介电常数的有机溶液中进行测量,确定了传感器环形探头电容变化范围为7.08~22.75 p F。选取11种不同电容值高频瓷片分别与102 n H的绕线电感进行并联谐振试验,得到的测试结果与仿真结果的决定系数达到了0.98,检测电路的测量精度能够满足传感器的设计要求。以北京地区粘壤土作为测试样本,对传感器输出与对应的测量值进行了多项式拟合,决定系数达到了0.995 9,系统的稳态与动态性能均能满足土壤水分的检测要求。通过试验分析了温度对传感器输出的影响,将传感器输出结果与温度进行线性拟合,决定系数达到了0.987 9。进一步提出了能量指数Ka,通过试验的方式确定了传感器的纵向影响范围为10 cm,横向影响范围为5 cm。最后对比试验表明,所设计的土壤非接触式水分传感器与国外同类产品性能相当,能够满足土壤非接触式测量的要求,但具有更高的性价比,为同类产品的国产化奠定了基础。 展开更多

关键词 土壤水分传感器 电容法 非接触式 性能分析

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新型接触式电容压力传感器 被引量：18

4

作者 郭强 吕浩杰 胡国清 《仪表技术与传感器》 CSCD 北大核心 2008年第3期1-3,共3页

与其他类型压敏器件相比,接触式电容压力传感器(TMCPS)有着明显的优点,例如较好的线性,高灵敏度和大过载保护能力等。为了达到更好的性能,设计了一种新型的接触式电容压力传感器(DTMCPS),这种新型的结构是在传统的TMCPS的底部电极上刻... 与其他类型压敏器件相比,接触式电容压力传感器(TMCPS)有着明显的优点,例如较好的线性,高灵敏度和大过载保护能力等。为了达到更好的性能,设计了一种新型的接触式电容压力传感器(DTMCPS),这种新型的结构是在传统的TMCPS的底部电极上刻蚀了一个浅槽。与现有的接触式电容压力传感器相比,这种结构可以实现更好的线性和更大的线性范围。使用有限元分析软件对膜片的变形进行了分析并阐述了传感器的结构和工艺过程。分析结果表明这种新型结构的传感器可以在保持传统结构优点的同时实现更高的灵敏度,更好的线性和更大的线性范围。 展开更多

关键词 接触式电容压力传感器(TMCPS) 有限元分析 DTMCPS

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双面接触式电容压力传感器的设计及制造工艺流程 被引量：2

5

作者 许高攀 陈广文 +1 位作者 胡国清 李志博 《仪表技术与传感器》 CSCD 北大核心 2001年第9期33-35,共3页

双面接触式电容压力传感器除了具有单面接触式电容压力传感器的优点 ,还有它的特别之处 :双面接触式电容压力传感器被施加同样的压力时 ,可以得到比单面接触式电容压力传感器增大一倍的电容量和灵敏度 ,而且不会因此增加多少成本 ;工作... 双面接触式电容压力传感器除了具有单面接触式电容压力传感器的优点 ,还有它的特别之处 :双面接触式电容压力传感器被施加同样的压力时 ,可以得到比单面接触式电容压力传感器增大一倍的电容量和灵敏度 ,而且不会因此增加多少成本 ;工作时可靠性更高 ,即使一面失灵还有另一面可以正常工作。文中就双面接触式电容压力传感器的工艺进行了初步设计。 展开更多

关键词 双面接触式电容压力传感器 工艺流程 自停止腐蚀 设计 制造

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织物基非接触/压力双模态传感器的构筑及其性能 被引量：1

6

作者 叶晓睿 李明 +4 位作者 郭肖青 王冰心 曲丽君 田明伟 施养承 《毛纺科技》 CAS 北大核心 2022年第8期1-6,共6页

为弥补可穿戴电子设备舒适性差、性能单一的问题,采用镀镍机织物作为电极和针织物作为介电层,组装制备全纺织基双模态传感器,并对全纺织基双模态传感器的形貌特征、传感性能、穿戴舒适性能等方面进行测试分析。研究结果表明:织物基双模... 为弥补可穿戴电子设备舒适性差、性能单一的问题,采用镀镍机织物作为电极和针织物作为介电层,组装制备全纺织基双模态传感器,并对全纺织基双模态传感器的形貌特征、传感性能、穿戴舒适性能等方面进行测试分析。研究结果表明:织物基双模态传感器透气性和透湿性分别为168.20g/(m^(2)·h)、537.86mm/s,并且可以连续实时监测非接触和压力双模信号;非接触模式下感应距离为10cm,最大相对变化量为11%,最大灵敏度为0.022cm^(-1);压力感知范围最高达400kPa,耐久循环可达8000次,可检测到低至5.88Pa的微小压力。 展开更多

关键词 智能纺织品 纺织基电容传感器 双模态 非接触 压力 舒适性

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高性能MEMS电容压力传感器的设计及其热分析 被引量：10

7

作者 吕浩杰 胡国清 +2 位作者 邹卫 吴灿云 陈羽锋 《光学精密工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2010年第5期1166-1174,共9页

为了进一步提高接触式电容压力传感器的性能,设计了一种高性能双凹槽结构的接触式电容压力传感器,并对该传感器在高温环境中的总体性能进行了分析。推导了热传导和热弹性理论,并对影响传感器热分析的各个因素与温度的依赖关系进行了描述... 为了进一步提高接触式电容压力传感器的性能,设计了一种高性能双凹槽结构的接触式电容压力传感器,并对该传感器在高温环境中的总体性能进行了分析。推导了热传导和热弹性理论,并对影响传感器热分析的各个因素与温度的依赖关系进行了描述;在整个分析过程中,使用ANSYS软件并结合有限元方法对全尺寸传感器的热效应进行模拟。结果表明,在接触工作状态双凹槽接触式电容压力传感器的温度对输入(压力)-输出(电容)特性的影响是线性的,且线性范围内初始压力随温度的升高而降低;当温度载荷为550 K时,双凹槽结构的灵敏度为1.21×10-6pF/Pa,比传统单凹槽的0.8×10-6pF/Pa高出50%,表明该压力传感器有着非常优异的高温特性。 展开更多

关键词 双凹槽接触式电容压力传感器(DTMCPS) 热分析 有限元法

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基于FDC2214的非接触式液位检测系统的设计 被引量：1

8

作者 徐振宇 吴建锋 刘伟 《传感技术学报》 CAS CSCD 北大核心 2024年第4期597-602,共6页

为解决有腐蚀性、易气化、易固化等特殊液体液位测量的问题,提出了一种基于FDC2214电容式传感器的非接触式液位测量系统。设计了由STM32F103主控芯片、FDC2214电容传感器等组成的非接触式液位测量硬件系统,通过对电容值变化量与温度的... 为解决有腐蚀性、易气化、易固化等特殊液体液位测量的问题,提出了一种基于FDC2214电容式传感器的非接触式液位测量系统。设计了由STM32F103主控芯片、FDC2214电容传感器等组成的非接触式液位测量硬件系统,通过对电容值变化量与温度的变化曲线进行数据分析,搭建了对应的温度补偿系统。此外,系统采用卡尔曼滤波算法对测量数据进行滤波处理,有效地提高了系统的测量精度和稳定性。实验测试结果表明:液位测量系统对10组不同的液位进行测量,液位计灵敏度为190.5 pF/m;液位测量系统可以在不改变液体容器结构的情况下完成液位测量;卡尔曼滤波算法可以有效提高液位计的测量精度和稳定性。 展开更多

关键词 液位检测 FDC2214 卡尔曼滤波 电容传感器 非接触式

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基于电容传感器精密播种机的控制系统设计 被引量：8

9

作者 王宇清 郭登科 +1 位作者 郭建华 曹忠亮 《农机化研究》 北大核心 2020年第7期155-159,共5页

为了提高播种机的自动化与播种精度,设计了一种新型精密播种机控制系统。系统控制芯片为STC12C5A60S2单片机,硬件装置为非接触式的电容传感器芯片,动力系统为12V的直流电动机。试验结果表明:选用的非接触式电容传感器能够精准检测到目... 为了提高播种机的自动化与播种精度,设计了一种新型精密播种机控制系统。系统控制芯片为STC12C5A60S2单片机,硬件装置为非接触式的电容传感器芯片,动力系统为12V的直流电动机。试验结果表明:选用的非接触式电容传感器能够精准检测到目标的种子流、种箱排空、输种管堵塞等反馈信号,播种准确率达97%以上。该电容传感器精密播种机有效地提高播种精度,与现有播种机进行对比,播种准确率较高,对不同类型种子有一定适应能力,且系统运行可靠、准确,符合预期效果,达到了实际生产的要求。 展开更多

关键词 精密播种 非接触式电容 传感器 自动补偿 单片机

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基于虚拟仪器的动态非接触式硅片测试仪 被引量：2

10

作者 颜友钧 李云飞 《传感器与微系统》 CSCD 北大核心 2010年第3期59-61,共3页

阐述了动态非接触式硅片测试仪的原理、组成、功能和特点。从虚拟仪器的原理出发,构建了基于虚拟仪器的动态非接触式硅片测试平台,它将电容位移传感器测距技术、电涡流传感器体电阻测试技术和红外光脉冲传感器半导体P/N极性测试技术进... 阐述了动态非接触式硅片测试仪的原理、组成、功能和特点。从虚拟仪器的原理出发,构建了基于虚拟仪器的动态非接触式硅片测试平台,它将电容位移传感器测距技术、电涡流传感器体电阻测试技术和红外光脉冲传感器半导体P/N极性测试技术进行有机的融合,不仅模拟了信号发生器、数字示波器、程控电源、数字万用表等测试仪器,而且,还具有数据管理、运动控制、位置检测等功能,能对太阳能电池硅片厚度、电阻率、P/N极性等参数进行高速、精确检测和动态筛选,是光伏产业大规模生产的必备之选。 展开更多

关键词 虚拟仪器 动态测试 非接触式测量 电容传感器 电涡流传感器

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非接触式液体物理参数自动测量装置

11

作者 杨文韬 庄建军 +2 位作者 张雨辰 梅永 王沁 《电子测量技术》 北大核心 2021年第14期98-102,共5页

液体物理参数测量是众多领域最频繁的测量操作之一,为科研生产的分析决策提供原始数据。但现有仪器多为接触式、手工方式、单一参数测量,工作效率低,且存在污染测试样品的风险。为此,设计了一种非接触式液体物理参数自动测量装置。该装... 液体物理参数测量是众多领域最频繁的测量操作之一,为科研生产的分析决策提供原始数据。但现有仪器多为接触式、手工方式、单一参数测量,工作效率低,且存在污染测试样品的风险。为此,设计了一种非接触式液体物理参数自动测量装置。该装置以STM32微处理器作为主控,利用平行板电容原理,采用FDC2214电容传感芯片和柔性PCB为核心,通过拟合计算实现液体体积测量,同时利用电阻式薄膜压力传感电路测量液体质量。经实验测试,该装置测量的液体体积和质量误差分别为2.31%和1.07%,可满足大部分情况下的液体测量要求,为生物化学等场合的液体自动测量提供了一种新方法。 展开更多

关键词 电容传感器 非接触式 自动测量

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双动极板电容式压力敏感结构特性分析 被引量：5

12

作者 揣荣岩 张冰 +2 位作者 杨宇新 张贺 李新 《仪表技术与传感器》 CSCD 北大核心 2021年第6期1-5,共5页

在接触电容式MEMS压力敏感结构基础上,为扩展线性响应范围提高线性度,提出了双动极板电容式MEMS压力敏感结构。这种结构中电容的上极板和下极板均感压可动,其可动下极板对两极板的受压接触有缓冲调节作用,改善了响应性能。使用有限元法... 在接触电容式MEMS压力敏感结构基础上,为扩展线性响应范围提高线性度,提出了双动极板电容式MEMS压力敏感结构。这种结构中电容的上极板和下极板均感压可动,其可动下极板对两极板的受压接触有缓冲调节作用,改善了响应性能。使用有限元法对结构的特性进行了仿真分析,讨论了结构参数对压力敏感结构性能的影响,结果表明双动极板电容式压力敏感结构和普通接触式相比线性响应范围可增大1倍以上,同时显著降低了非线性度。 展开更多

关键词 压力传感器 双动薄膜 电容式 接触式 线性响应

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基于非接触感应技术的电网过电压在线监测方法 被引量：4

13

作者 陈晓国 杨楚明 姚森敬 《广东电力》 2009年第9期39-42,55,共5页

提出了一种新型的非接触式电网过电压在线监测技术,其主要方法是利用非接触式电压传感器取代传统的电容分压器,在电力传输线下方设置导线感应出电压信号,再通过电压转换矩阵推算出系统电压值后,利用电磁暂态计算软件(alternative transi... 提出了一种新型的非接触式电网过电压在线监测技术,其主要方法是利用非接触式电压传感器取代传统的电容分压器,在电力传输线下方设置导线感应出电压信号,再通过电压转换矩阵推算出系统电压值后,利用电磁暂态计算软件(alternative transients program,ATP)分别建立单相与三相模型进行仿真计算,每种模型又进行稳态与暂态两个过程。仿真结果表明,非接触式电压传感器可对系统电压实现精确测量,可以捕捉高频信号,测量精度较高,工作状态稳定,能满足线路内过电压的监测要求。 展开更多

关键词 电网过电压 非接触式电压传感器 电容分压器 光纤电压传感器

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盲孔深度的精确测量方法研究 被引量：5

14

作者 王宝光 张恒 +1 位作者 钱征宇 郑义忠 《计量学报》 EI CSCD 北大核心 2006年第3期228-231,共4页

当盲孔深度允差在微米量级,且其深度是相对某基准面而言时,这种深度测量一直是当前精密测量中的一个难点。根据被测对象的实际安装工况,设计出一种非接触式的多传感器组合测量法。组合测量克服了单一传感器数据的片面性和不确定性,利用... 当盲孔深度允差在微米量级,且其深度是相对某基准面而言时,这种深度测量一直是当前精密测量中的一个难点。根据被测对象的实际安装工况,设计出一种非接触式的多传感器组合测量法。组合测量克服了单一传感器数据的片面性和不确定性,利用多传感器对环境敏感所产生漂移的同向性抑制了单一传感器数据的漂移,提高了测量的稳定性,克服了单一传感器无法进行形位误差测量的缺陷。实验证明了该方法的可行性,测量精度优于2μm。 展开更多

关键词 计量学 盲孔深度 多传感器 非接触式测量 电容测微仪

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塑膜厚度在线检测系统的设计及应用 被引量：1

15

作者 马玉真 叶声华 +2 位作者 段发阶 郑义忠 王新华 《仪表技术与传感器》 CSCD 北大核心 2003年第7期23-25,共3页

介绍了采用非接触式电容传感器、电涡流传感器组合系统获取检测信号 ,利用基于LabVIEW软件平台的计算机实现对塑料薄膜进行在线检测的工作原理 ,并对该检测系统的硬件设计、软件设计进行了详细地探讨。最后 ,给出了测试结果 ,证明了系... 介绍了采用非接触式电容传感器、电涡流传感器组合系统获取检测信号 ,利用基于LabVIEW软件平台的计算机实现对塑料薄膜进行在线检测的工作原理 ,并对该检测系统的硬件设计、软件设计进行了详细地探讨。最后 ,给出了测试结果 ,证明了系统的可靠性与可行性。 展开更多

关键词 塑料薄膜 在线检测 非接触式电容传感器 电涡流传感器 LABVIEW 厚度检测

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镜头埋入深度的组合测量方法

16

作者 于永新 周涛 +1 位作者 舒冬蕾 郑义忠 《天津大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2006年第6期731-734,共4页

根据精密摄像系统中摄像头实际安装工况,为了避免传统的点接触测量法的缺点,提出了多电容传感器组合的非接触式镜头埋入深度测量法．采用电容传感器测量,可实现非接触测量,仪器体积小巧,精度高达0．1μm．此外,利用多个传感器对环境敏... 根据精密摄像系统中摄像头实际安装工况,为了避免传统的点接触测量法的缺点,提出了多电容传感器组合的非接触式镜头埋入深度测量法．采用电容传感器测量,可实现非接触测量,仪器体积小巧,精度高达0．1μm．此外,利用多个传感器对环境敏感而漂移的同向性,抑制了单一传感器数据的漂移,提高了测量的稳定性,克服了单一传感器无法进行形位误差测量的缺陷．标定和现场实验证明了该方法的可行性,系统测量精度达到2μm． 展开更多

关键词 电容传感器 非接触式测量 深度 误差

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