基于ARM的高阻气敏传感器测试电路

将ARM7应用到气敏传感器中,利用其强大的数据计算处理能力及控制能力,结合气敏薄膜材料的高阻值特点,设计出了显示气敏元件阻值及其所处气体浓度的测试电路。该电路以LPC2131实时监测电源电压,自动调整占空比,实现对温度的准确控制,并测量气敏薄膜的电阻。经气体浓度和元件阻值的校准后,电路可显示被测气体浓度,同时提供一个友好的用户界面,并具备报警功能,实现了智能气敏传感器的测量电路。完全满足气敏测试需要,电阻的测量精度达到±0.2%。     

激光调阻机多档测量误差的软件自适应校正

为了减小激光调阻机测量系统的多档测量误差对阻值修调精度的影响,提出了一种基于有源单臂电桥测量原理自适应地校正激光调阻机多档测量误差的方法.通过测量和标定高精度标准电阻的测量误差,自适应地获取校正激光调阻机多档测量误差的系列修正值,进而用系列修正值对所有待修调电阻的阻值测量误差进行校正,达到进一步减小系统测量误差的目的.实践证明,在测量硬件电路保证高稳定性、微小波动性测量的前提下,应用该方法可使测量系统的精度指标达到:低阻区(R<100Ω)为±0.5‰;中阻区为±0.2‰;高阻区(R≥1MΩ)为±2‰.     

铁电材料测试系统用电压自动衰减电路

针对铁电材料测试系统中不同测试信号电压的差别，设计了电压自动衰减电路。重点介绍了自动量程转换电路、峰值AC／DC转换电路、继电器驱动电路和衰减电路的设计。利用配有电压自动衰减电路的铁电材料测试系统测量了PZT铁电体材料样品的电滞回线。测量结果表明，该设计解决了测试电压与采集卡量程的匹配问题，实现了铁电材料测试的自动化。     

基于热敏电阻的多通道高精度温度测量系统

以负温度系数热敏电阻为核心器件设计了多通道高精度温度测量系统.用改进的电压测量电路间接测量热敏电阻的阻值,有效地克服了电压源的干扰,测量精度高,测量分辨率可达0.01℃,测温准确度可达±0.1℃;并且该电路结构简单,成本低、功耗小、体积小,具有很高的实用价值,可用于需要精密测温的系统,如热导率测量仪的温度测量中.     

红外组件阻值采集系统设计

针对红外组件寿命试验过程中阻值测试困难的问题,设计一种可用于红外探测器组件寿命试验过程的探测器阻值自动采集和分析系统。该系统基于Lab VIEW平台,采用Fluke 2620A作为阻值数据采集器,结合自行设计的Lab VIEW数据采集分析软件,实现数据采集、实时显示、数据分析、数据存储等功能。最后进行了阻值测试实验,实验结果表明:测试系统的测试速度快,数据分析直观高效,测量值波动小于0.15Ω,满足红外组件阻值测量精度≤0.4Ω的要求。     

热释电材料电性能自动测量系统的设计

介绍了一种设计热释电材料电性能测量系统的新方法,重点研究了pA级电流放大电路的设计.系统由温度控制和性能参数测量两大部分组成,采用计算机进行控制,利用该测量系统,可以同时得到热释电系数、介电常数和损耗与温度的关系曲线.用所研制的测量系统对掺锑、锰的PZT厚膜材料样品进行了热释电性能测量,给出了有关测量结果.     

基于电压脉冲激励的液体电导测量新方法

本文介绍了一种基于电压脉冲激励技术的新型液体电导测量的电路.它不仅能够消除介质的极化现象,还能避免传统交流激励模式下所必须的放大、滤波、信号调理及A/D转换环节,从而简化了电路结构,同时提高了测量速度及精度.适用于测量速度要求高、测量信号微弱的条件下使用.此电路的特点是激励频率与采样频率相同,直接进行数字量测量.实验测试的结果表明,在等效电阻从0.1～3 kΩ变化时,电路能够分辨出的电阻变化值小于0.05%.     

纳米硬度技术在表面工程力学性能检测中的应用

结合纳米硬度技术测量各类薄膜和块体材料表层的纳米压痕硬度、弹性模量、断裂韧性、膜厚、微结构的弯曲变形，采用纳米划痕硬度技术测量各类薄膜和块体材料的粗糙度、临界附着力、磨擦系数、划痕横剖面。纳米硬度计是检测材料表层微米乃至几十纳米力学性能的先进仪器，可广泛应用于表面工程中的质量检测。     

散射式太赫兹扫描近场光学显微技术研究

基于散射式近场探测原理,设计并搭建了散射式太赫兹扫描近场光学显微系统(THz s-SNOM),实现了纳米量级空间分辨率的太赫兹近场显微成像测量。该系统以输出频率范围为0.1~0.3THz的太赫兹倍频模块为发射源,通过纳米探针的针尖产生纳米光源与样品相互作用,并将样品表面的倏逝波转化为可在远场测量的辐射波。通过探针逐点扫描样品表面,同时获得了样品表面的形貌图和太赫兹近场显微图。该系统的显微分辨率取决于探针针尖的曲率半径,而与太赫兹波的波长无关。使用该系统测量了金薄膜/硅衬底样品和石墨烯样品的近场显微图,结果表明,近场显微的空间分辨率优于60nm,波长与空间分辨率之比高达λ/26000。     

AFM的纳米硬度测试与分析

基于原子力显微镜(AFM)和金刚石针尖建立了一套纳米压痕测量系统。通过向系统发送控制电压使金刚石针尖在完成加载和卸载全过程的同时进行实时的数据采集并直接绘出载荷-压深曲线。利用该系统,对单晶铝和单晶铜薄膜材料进行了单点压痕实验,用美国Hysitron公司的纳米原位测量仪(TriboIndenter)做了验证试验。实验结果表明,该系统适合测量较软材料的纳米硬度。分析了基体材料对薄膜硬度和弹性模量的影响,在薄膜厚度低于5~10倍压入深度时,基体对薄膜材料的力学性能影响很大;并根据获得的载荷－压深曲线分析得出由于尺度效应的影响,随着压痕深度的减小,薄膜的硬度值呈明显的上升趋势,弹性模量没有这个趋势。     

用表面粗糙度测量仪测量材料微小去除量

抛光加工工艺的材料去除量非常微小,因此难以对该材料去除量进行精确测量。本文采用常用表面粗糙度测量仪对反映硅片抛光材料去除量的抛光深度进行了简易、快速和实用的测量,较好地解决了微小去除量的测量问题,并通过实例证明该方法可行。     

磁致伸缩效应原理及在工业测量中的应用

简述了材料的磁致伸缩效应及逆效应原理,详细介绍了磁致伸缩纵向效应(焦耳效应)、扭转效应(维德曼效应)的工程应用及常用的磁致伸缩材料,重点介绍了这两种效应在工业测量领域中(如液位测量、固体材料的弹性模量测量、液体密度、黏度测量等)的应用.     

核料位开关在密闭容器物位测量中的应用

针对物位计普遍存在着灰尘对波的漫反射而导致误判断这一突出问题,在研究了仪表的构成与工作原理基础上,利用γ射线穿透的方法设计了测量密闭容器物位测量方案。该设计方案在物位测量领域有着较大的应用前景。     

浅析颗粒度计量油相颗粒标准物质

颗粒度计量油相颗粒标准物质保证颗粒度领域的量值溯源与传递。本文结合国内外颗粒度计量油相标准物质发展与应用,详细分析了我国颗粒度计量油相标准物质组成、分类、研制和应用,说明现有的种类与颗粒度计量领域目前的技术发展状况基本相适应,满足颗粒度领域的计量量值传递体系的服务需求,利于颗粒度领域的计量管理和量值统一。     

新型UZF800重锤料位计的应用

探讨我国料位计生产面临的问题,着重介绍UZF800重锤料位计的工作原理、应用特点,为更好地掌握和运用UZF800重锤料位计进行了有益的探讨。     

A fast calibration-independent method for complex permittivity determination at microwave frequencies

A transmission/reflection microwave method based on uncalibrated S-parameter measurements for complex permittivity determination of dielectric materials is presented. There are three main advantages of the proposed method. First, the measurements are performed without the need of any calibration standards. Second, it does not require any additional dielectric sample with different thickness; two uncalibrated measurements are required: (i) with a sample filled waveguide and (ii) with an empty waveguide. Third, it does not need a precise location or precise shifting distance of the sample inside the waveguide. The method is iterative needing an initial guess to start the mathematical calculations, and high measurement accuracy can be expected. The method is validated by complex uncalibrated S-parameter measurements at X-band frequencies of low-loss samples (Teflon, Celotex and Duroplex) fitted into a waveguide section.     

低温状态下的材料法向发射率测量

研究了在-60~50℃条件下准确测量材料法向发射率的方法。基于发射率定义建立了材料法向发射率测量模型。为屏蔽环境杂散辐射与大气吸收的影响,利用真空液氮背景通道搭建了低温状态下材料发射率测量装置。测量了氧化铜与高发射率陶瓷两种样品的法向发射率随温度、波长的变化情况。结果表明:两种样品的法向光谱发射率均随波长增加而降低;随温度的升高,氧化铜样品法向积分发射率稳定为0.850±0.012,陶瓷样品的法向积分发射率降低了0.124。最后,实现了低温状态下红外光谱辐射的高精度采集,对低温状态下材料法向光谱发射率测量结果的不确定度进行了评定,得到的结果显示其相对扩展不确定度小于6.0%。     

阻尼材料动态性能参数的宽频带测试研究

针对阻尼材料动态性能参数测试难题,本文在深入分析材料测试理论的基础上,结合小试件阻尼测试研究成果,设计了一套高性价比材料参数测试系统。实验结果表明该系统测量频带宽、精度高且具有良好的可重复性。     

用X射线反射测量法表征双层结构中 低原子序数材料的特性

介绍了用X射线反射测量术表征双层薄膜中低原子序数材料特性的方法。由于低原子序数材料的光学常数与Si基板材料的光学常数非常接近,用X射线反射法确定镀制在Si基板上的低原子序数材料膜层结构的变化十分困难,因此,提出了在镀制低原子序数材料前,首先在基板上镀制一层非常薄的金属层的方法。实验中,选用Cr作为金属层材料,制备并测试了三种不同C膜镀制时间的Cr/C双层薄膜。反射率曲线拟合结果表明,C膜密度约为2.25 g/cm³,沉积速率为0.058 nm/s。     

基于信号斜率的铁磁材料脉冲涡流测厚研究

以厚壁铁磁性材料为对象,研究了基于晚期信号斜率的脉冲涡流测厚方法.首先分析了铁磁性材料脉冲涡流时域信号的特点,得出峰值、峰值时间、过零点、提离交叉点等特征量难以适用的结论.然后将感应电压信号从直角坐标系转换到单对数坐标系,针对单对数坐标系下晚期信号趋于直线且直线斜率与材料厚度一一对应的特征,提出以信号斜率为特征量的脉冲涡流信号分析方法.最后开发了实验系统,运用该方法在16MnR阶梯钢板上进行了实际测量.实验结果表明,该方法能有效地用于铁磁性材料的厚度检测,检测范围大,壁厚误差小于5％,且不受提离影响.