耐高压FBG压力传感器实验研究

为了提高光纤Bragg光栅（FBG）的压力灵敏度以实现油气井下高压传感的测量要求,设计了一种以薄壁筒为衬底外加保护套的耐高压FBG传感器。将FBG沿着弹性筒的轴向用高温胶固化在筒的内部。由于外界油压将引起弹性筒轴向压缩并传递到FBG上引起FBG波长的变化,测量FBG波长的变化即可得到外界压力的变化。理论得到传感器的压力响应灵敏度为-0．035nm／MPa;0-40MPa压力范围内压力实验测得传感器压力响应灵敏度为-0．0339nm／MPa,线性拟合度为0．9997,理论和实验符合得很好。结果表明：该传感器性能稳定,线性度和重复性好,可以用于油气井下高压的实时测量。     

可变电容压力测量技术

从电容式压力传感器的结构、环境适应性、介质相容性、产品性能及测量范围等方面,较全面阐述可变电容压力测量技术的特点。并以国外典型产品为例,说明该类传感器在很宽的压力测量范围（0～25Pa至0～70MPa）内能以百万分之一的高分辨率实现高精度测量。     

产品信息

CJ 92—08 半导体力敏传感器一、KYJ—X扩散硅、半导体、压力传感器及差压传感器主要用于液体、气体的压力及差压测量。量程:0～15KPa至0～300MPa,各档     

用于高温油井测量的光纤温度和压力传感器系统

针对高温油井测量环境对基于光纤非本征法-珀干涉仪(EFPI)的温度和压力传感器性能的要求,采用了微型光谱仪测量干涉光谱和相关计算的波长解调方法,使EFPI腔长绝对分辨率达到0.25 nm,相应传感器的温度和压力相对测量分辨率达到0.02%;利用双LED光源交替工作,实现温度和压力同时测量;对EFPI传感器结构进行了优化设计,降低了传感器的温度-压力交叉敏感性,在0～20 MPa的压力变化范围内,对温度测量的影响小于0.2%,在20～300℃温度变化范围内,对压力测量的影响小于1%,满足高温采油井井下测量的要求.     

压力传感器在线检测高频气压脉冲的研究

介绍了压力传感器在线检测高频气压脉冲的应用。气压脉冲法是给水管道清洗的一种既方便、效果又好的方法。所选压力传感器具有很好的测量精度和很高的响应频率。通过压力传感器所检测高频气压脉冲信号可以实现对清洗的控制     

沥青路面动水压力光纤传感测量研究

基于光纤Bragg光栅（FBG）传感原理,设计了一种动水压力光纤传感器,介绍了其压力传感原理,并推导了该传感器波长漂移与压力之间的关系。通过室内试验,对动水压力光纤传感器进行了标定,传感器的压力灵敏度为6．0255nm／MPa。现场测量试验表明：在车辆以20-80km／h的速度行驶时,动水压力作用时间在0．04—0．016S。随着车速增加,动水压力存在时间越短。动水压力数值随着车速的增大而增加,车速为20km／h时,动水压力为0．085MPa;80km／h时,动水压力达到0．234MPa。     

采煤机工况监测系统用液压多功能传感器

在采煤机工况监测系统中为动态测试采煤机液压系统的压力、流量和温度、研制了矿用本质安全型液压多功能传感器。该传感器集压力、流量和温度测试于一体，为煤矿液压系统的动态测量提供了一种新的手段：主要介绍该传感器的特点、结构、电路设计、参数标定及误差分析。     

水中压力传感器灵敏度校准的研究

在研制水中压力传感器的过程中为了降低研究成本,校准采用自研校准装置进行.通过用自研的压力校准装置对水中压力传感器进行动态灵敏度校准方法的研究结果表明:校准装置可实现300 MPa量程范围内、脉宽小于12 ms的校准脉冲压力信号;在25 MPa以内,装置的不确定度在4%以内;由对比试验得到,用该装置校准PCB传感器的灵敏度与出厂给出的校准灵敏度比较,其相对误差小于1%.说明用自研压力校准装置校准传感器的灵敏度方法可行且可靠.     

精品推荐

模块式数据记录系统FlexSmart数据记录器运用信号调节模块,几乎可以转换任何传感器的输出信号。数据记录系统的测量包括:实际均平方交流电流和电压,需用功率和能量消耗,差动气压,脉冲波,触点闭合,表压,以及即插即用传感器的温度、湿度和其他环境条件的测量。在0~20mA到0~20VDC测量范围内,精度为±0.25%F.S.,内存为512kB。(Onset计算机公司,建筑能源公司)读者服务卡编号042□TTI公司的混合超声流量计Electric Duosonics是一种非扩散的钳位式超声波流量计,根据管道中液态条件,在脉冲波多普勒和Transit Time技术中自动转换。当有固体悬…     

基于频率自适应的航空用高精度硅谐振压力传感器的频率测试系统研究

本文介绍了一种基于自适应周期的快速频率采集的谐振式压力传感器的频率测试系统。该系统利用STM32输入捕获功能实现了快速高精度频率采集,响应时间小于20ms,测量范围10~150kHz,频率测量精度优于±0.05Hz。采用频率自适应的周期数迭代方法,明显提升了系统的频率测量范围和准确度,适用于传感器的频率变化过程。利用该系统进行传感器性能测试,20ms采样条件下传感器输出波动小于±5Pa;快速变温过程（5℃/min）传感器的输出与标准器的偏差小于±30Pa,满足航空用压力传感器的频率测试要求。     

基于带通滤波器的幅频特性调节光电开关灵敏度

研究探讨了调制光频率与检测距离的相关性,旨在通过软件改变红外调制光频率,实现"一键式"智能调节检测距离.以连续周期矩形脉冲信号为例,选用二阶窄带带通放大电路对输入信号进行放大和滤波处理,使不同频率的脉冲信号经过窄带带通放大器自动调节其输出信号幅度,进而影响传感器的灵敏度.经理论推导、仿真设计、实验分析,结果表明:当设定脉冲幅值和占空比为常数时,改变脉冲信号频率可实现传感器灵敏度的调节,从而实现对检测距离的调节.即当ff0时,灵敏度随着f增大而减小.在红外光电开关传感器上应用该方法实现了利用软件调节频率来调节传感器的测量距离.     

TDC-GP21电场式圆时栅传感器信号处理系统设计

针对时栅传感器信号处理系统需要高精度时间间隔测量的需要,设计了一种基于TDC-GP21芯片测量时间间隔的时栅信号处理系统.采用FPGA控制TDC芯片的高精度测量模式对整数部分时间脉冲进行计数,小数部分时间脉冲采用门电路延迟进行细测,使时间测量更为精确,从而提高了时栅位移传感器的分辨率;通过校准测量对测量结果进行补偿修正,减小了测量误差.实验结果表明:采用该系统后72对极的圆时栅在0°～360°测量范围内,传感器的原始测量精度达到±1″,分辨率为0.036″.     

眼角膜超声测厚及眼压测量复合传感器设计

眼角膜厚度和眼压是眼球的两个重要生理参量,是诊断屈光不正、青光眼等眼科疾病的重要指标.新型复合传感器能一次性完成两个参量的测量.使用这种传感器,可以提高眼科医学诊断的便利性,同时可以根据角膜厚度修正眼压值.通过超声传感器和使用电磁驱动的压力控制系统相结合,实现两种测量的同步完成.超声传感器采用PZT系列压电复合材料,角膜厚度采用超声波脉冲回波法测量.电磁压力控制根据眼压测量的需求,通过计算得到电磁驱动系统的结构参数和电磁参数.由实验测量结果可知,角膜厚度测量精度在±10μm范围内;电磁压力控制系统的压力范围为0~0.490 N,精度为0.0006 N.该复合传感器测量精度和范围符合传统角膜测厚和眼压计的标准,为二合一眼科仪器研制打下基础.     

基于强度解调的Fabry－Perot型光纤MEMS压力传感器

运用微机械系统加工技术制作了一种新型法布里-珀罗干涉型光纤微机电系统压力传感器,该传感器通过测量反射光谱的移动测量压力.运用多腔干涉原理对该传感器进行理论以及模拟分析得出,通过改变压力传感器的尺寸可较容易的调节压力线性测量范围和灵敏度.实验结果表明,在压力线性测量范围[0.1～1.0]MBa内,灵敏度可达到12.71 nm/MPa(光谱移动/压力).     

基于二维细分技术的时栅信号处理系统设计

为了提高时栅位移传感器的动态性能及测量精度,提出了一种基于FPGA和二维细分技术的时栅位移传感器信号处理系统;利用二维细分技术对插补脉冲进行倍频处理,降低了对插补脉冲频率的要求,通过倍频后的高频脉冲插补时栅感应信号和参考信号之间的相位差完成了时栅角位移的测量,提高测量精度;该系统在FPGA内基于NiosⅡ软核完成数据的采集和处理,简化了系统,并加入自定义指令提高了数据处理效率;实验表明,采用该系统后,时栅位移传感器在960 MHz插补脉冲下测量误差峰峰值为士1.3",实现了时栅的高精度角位移测量.     

微型光纤光栅土压力传感器量程及其过载能力分析研究

为定量分析压力传感器的测量量程及其过载能力,提出一种微型光纤光栅土压力传感器并构建其气压标定系统。对微型光纤光栅土压力传感器进行理论分析得其灵敏度为7.5 nm/MPa,测量量程可达1.06 MPa。而分析光纤光栅土压力传感器性能测试数据得:该传感器压力灵敏度为5.9 nm/MP,线性度为99.93%,可测量实际量程为225 kPa,过载能力上限值为300 kPa。研究结果可用于指导设计规定量程的光纤光栅土压力传感器,具备一定应用价值。     

用音叉传感器测量液体比重

本文介绍了微型计算机控制的测量系统用于连续测量液流的比重。该系统用的传感器象一个充满液体的空心音叉。该装置基谐方式的谐振频率为流体比重的函数。压电方法被用来迫使装置振荡并记录此振动。微型计算机控制扫描频率,探测谐振频率并将此频率变换为比重。在实验室测试中已记录得到了0.05%数量级的精度。该系统适合于工业应用。     

一种大量程压力传感器的结构优化设计与仿真分析

设计了一种大量程硅压阻式压力传感器,通过理论模型分析优化传感器结构尺寸,保证薄膜的线性变化和抗过载能力;并通过有限元建模分析可动薄膜位移及应力随压力变化关系,对结构进行优化设计;同时用有限元仿真验证理论分析的正确性.通过理论与仿真优化分析,提出了采用C型膜片一体化硅压阻式压力传感器结构,可动薄膜选用方膜边长为1000μm,厚度为50μm,实现0~2 MPa的压力测量.     

国外展望

工作温度达400℃的压力传感器塑料工业用的压力传感器,在质量和可靠性方面的要求越来越高。为满足这一需要,西德 MEKO—技术有限公司推出压力范围为100～1400巴的 SP821型压力传感器和膜片与测量系统之间装有可弯曲的铠装细管的 SP820型传感器。SPT822型除测量压力外,同时还可以通过拉出来的热电偶测量温度。所有型号的精度均为1%,最大量程700巴的传感器的超载能力是100%,量程1400巴的     

全SiC结构高温压力传感器制备及测试

面向极端条件下原位压力测量技术的需求,设计了一种光纤法珀式碳化硅（SiC）高温压力传感器。采用全SiC真空法珀（F-P）腔结构,以最大限度发挥SiC材料优异的耐高温特性。通过用反应离子刻蚀和高温高压键合技术成功制备了全SiC式高温压力传感器,实现高温环境下的原位压力测量。实验结果表明,该传感器能够实现650℃高温环境下6 MPa的压力测量。650℃下传感器的光谱压力灵敏度达到4.05 nm/MPa,温度压力交叉灵敏度为1.09×10^-3MPa/℃。研究成果为面向高温环境下压力原位测量的传感器开发提供了思路。