温度对微机械全方位姿态传感器灵敏度的影响

解释了环境温度对微机械气流式全方位水平姿态传感器灵敏度的影响机理.采用有限元方法,通过建立该传感器敏感元件的三维模型计算了不同环境温度下,倾斜10°时敏感元件内的温度场.结果表明,在热源温度一定的情况下,输入恒定倾角时,敏感元件内的温度场随环境温度发生了变化;随着环境温度的增加(下降),敏感元件内两两相对的检测热敏电阻处的温度之差减小(增加),检测电桥输出电压减小(增加),传感器灵敏度降低(升高).为进一步采取温度补偿,减小该传感器灵敏度的温度漂移提供了理论和实验依据.     

环境温度对气流式角速度传感器灵敏度的影响

采用有限元方法,计算了不同温度下敏感元件内的温度场和流场。结果表明:在输入恒定角速度时,敏感元件内的温度场和流场随环境温度发生变化,温度增加,在两个检测热电阻丝处的气流速度之差减小,检测电桥输出电压减小,传感器灵敏度降低;温度下降,在两个检测热电阻丝处的气流速度之差增加,检测电桥输出电压增加,传感器灵敏度增加。当输入角速度为20°/s时,传感器的灵敏度随温度平均变化率为0.0336mV/(°)·s–1·℃–1。     

环境温度对气流式水平姿态传感器灵敏度的影响

采用有限元方法,计算了不同温度下倾斜10°时敏感元件内的温度场和流场,分析和验证了环境温度对气流式水平姿态传感器灵敏度的影响机理。结果表明:随着环境温度的增加,传感器灵敏度降低;反之,随着环境温度的下降,传感器灵敏度提高;倾斜10°时,传感器的灵敏度温度系数为0.55mV/℃。     

声表面波传感器检测电路的研究

针对目前声表面波(SAW)传感器检测电路的缺点,通过对SAW传感器信号的特征分析,设计了一种简单实用的SAW传感器检测电路,降低了硬件成本。该电路利用直接数字频率合成技术产生不同的频率信号,用以激励不同谐振频率的声表面波敏感元件,在间歇收发周期从SAW传感器输出信号中提取出反映被测量的频率信号,通过对该频率的测量得到被测物理量的变化。通过对SAW传感器的温度实验,获得了传感器的温度-频率特性,在较低频率(20MHz)时检测灵敏度可达1.36kHz/℃,具有较好的一致性;在较高频率(75MHz)时检测灵敏度可达2.03kHz/℃,存在一定偏差。     

三丝结构水平姿态传感器敏感机理的研究

采用有限元法,利用ANSYS-FLOTRAN CFD软件,计算了在不同倾斜状态下三丝结构敏感元件内的温度场和流场.计算结果表明,加热热电阻丝在敏感元件内形成一定的温度场和流场,倾斜时温度场和流场不再对称分布;在水平状态时两检测热电阻丝处的气流速度相等,两检测热电阻丝的电阻相等,电桥电路输出为零;在倾斜状态下时,两检测热电阻丝处的气流速度之差随着倾斜角度而变化,引起两检测热电阻丝电阻之差也随之变化,电桥输出一个对应于倾斜角度的电压.有限元计算法为三丝结构气流式水平姿态传感器优化设计开辟了有效的研究途径.     

两丝球形气流式倾角传感器敏感机理的研究

采用有限元法(FEM)计算了两丝球形敏感元件内的温度场和流场,解释和验证了该结构传感器的敏感机理。计算结果和实验表明,两丝球形敏感元件内的流场和温度场随倾角θ发生变化;倾斜时等温线不再左右对称,高温等温线重叠部分减少;θ=0°时,热敏电阻丝r1、r2的平均温度差ΔT=0;θ=10°时,ΔT=7.31K;θ=20°时,ΔT=13.64K。ΔT随着θ变化的平均灵敏度为0.707K/(°);倾斜时位置偏高的热敏电阻丝平均温度高,θ和ΔT基本呈线性关系;与实测值相比,理论值偏大,平均相对偏差为4.5%;热敏电阻丝r1、r2的温度差ΔT随着倾角θ变化,引起两热敏电阻丝阻值改变,检测电桥输出一个对应于倾角θ的不平衡电压ΔV。该文采用的方法为两丝球形敏感腔结构气流式倾角传感器的结构优化和性能改进开辟了有效的研究途径。     

热敏电阻的排列对传感器灵敏度的影响

采用有限元方法,借建立微机械气流式全方位水平姿态传感器敏感元件的三维模型,计算了热敏电阻在不同排列方式和不同倾斜状态下,敏感元件内温度场和流场的分布。结果表明:当两两相对的检测热敏电阻之间的距离d改变时,温度场和流场都发生变化;两两相对的检测热敏电阻处气流速度之差?v与倾角关系曲线也随d发生变化。其中,d为900μm是热敏电阻的最佳排列方式。     

光纤位移传感器在77和4.2 K下的输出特性研究

介绍了一种可用于低温装置内的补偿式光纤位移传感器(CFODS),讨论了该传感器在低温下的输出特性并在液氮温度(77 K)和液氦温度(4.2 K)下进行了实验研究.结果表明,该传感器在液氮温度下的灵敏度0.311 mm-1,高于液氦温度下的灵敏度0.278 mm-1.     

三丝结构气流式水平姿态传感器的研究

该文确定了三丝结构中加热热电阻丝和检测热电阻丝的最佳排列方式.采用有限元法,利用ANSYS-FLOTRAN CFD软件,通过建模、划分网格、加载和求解等途径,计算了在不同倾斜状态下几种三丝结构敏感元件内流场的分布.计算结果表明,当β(β为加热热电阻丝和检测热电阻丝构成的平面与基准面夹角)改变时,温度场和流场都发生变化.两个检测热电阻丝处气流速度差Δv与倾角关系曲线也随β发生变化;当β=0°时,线性范围最小,斜率最小;当β=30°时,线性最好,斜率较大;β=60°时,线性范围较窄,斜率最大.当β=0°时,传感器线性范围最小,灵敏度最小;当β=30°时,传感器的线性最好,灵敏度比较大;β=60°时,线性范围较窄,灵敏度最大.综合比较,取β=30°为最佳方案.     

被动红外探测器

本发明提供一种被动红外探测器。该探测器由两个传感器和一个评价电路组成。第一个传感器(1)用于产生代表热源与探测器背景环境之间温差的红外信号;第二个传感器(3)用于敏感探测器的环境温度;评价电路(2)则用于处理红外信号。评价电路内具有一种温度补偿功能,它能使探测器的灵敏度不会直接受环境温度变化的影响。