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期刊信息/Journal information
传感技术学报
东南大学 中国微米纳米技术学会
传感技术学报

东南大学 中国微米纳米技术学会

黄庆安

月刊

1004-1699

dzcg-bjb@seu.edu.cn；dzcg-bjb@163.com

025-83794925

210096

南京市四牌楼2号东南大学

传感技术学报/Journal Chinese Journal of Sensors and ActuatorsCSCD北大核心CSTPCD
查看更多>>《传感技术学报》杂志的编委委员均来自国内各著名高校的教授和博士生导师，他们是我国传感器领域方面的专家、学者和权威人士。《传感技术学报》稿源来自全国各高等院校，，中国科学院所属的有关专业研究机构以及国内大型工矿企业设置的专业研究所。《传感技术学报》刊登的论文均有2名国内同行专家审稿通过。 《传感技术学报》的作者有院士、教授、博士生导师、研究员、博士研究生、和硕士研究生以及从事该研究领域的工作人员、专家和学者。 《传感技术学报》主要面向广大的科技工作者、高等院校、各公共图书馆、情报所（室）、研究所以及厂矿，它对科技工作者、科学研究人员、广大教师、研究生、博士生都具有极为重要的参考价值。
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    一种基于锁相放大的谐振式密度传感器谐振频率测量系统设计

    李杏华李明璐许斌
    1659-1666页
    查看更多>>摘要：谐振式密度传感器测量密度的关键在于谐振频率的测量.现有的测频法、测周期法、FFT法等谐振频率测量方法因噪声、脉冲误差等因素限制了其精度.为了解决该问题,设计了一种以锁相放大器为核心的谐振频率测量系统,其检测电路将交流振动信号的测量转换为直流恒定电压的测量.利用实验中发现的谐振区域内该直流电压与激励频率呈近似线性关系,基于扫频思想提出并实现了一种谐振频率自动测量算法.在(20±0.05)℃环境下进行了密度标定实验,对密度传感器进行了温度补偿.实验结果表明,在密度为700 kg/m3～1 000 kg/m3 的测量范围内,测得谐振频率稳定性可达到0.002%,传感器的密度测量最大误差为 0.48 kg/m3,最大综合测量误差为 0.069%,验证了所提谐振频率测量方法的有效性、精确性.

    谐振式密度传感器谐振频率锁相放大温度补偿检测电路

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    用于薄液膜厚度测量的面阵列电导传感器的设计与验证

    魏欢胡珀
    1667-1673页
    查看更多>>摘要：液膜厚度是研究降液膜展开及发展演化所需的重要参数,目前市面上主流的膜厚探头主要是基于点探测原理、无法满足液膜展开的面厚度测量需求,本研究基于降液膜厚度的范围,自主设计了基于柔性印刷电路板的电导法同轴圆环面阵列传感器.成功制造的传感器在 42 mm×57 mm面积上有 3×4 个同轴圆环探测单元,探头间距为 15 mm,实现了 0.3 mm～3 mm范围内的液膜厚度测量,测量电阻换算厚度的误差在 10%以内,能满足薄液膜的面厚度测量需求.

    物理量传感器液膜厚度测量电导法探点阵列柔性印刷电路板

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    硅/硅低温直接键合的工艺调控及应用

    李东玲兰芬芬崔笑寒
    1674-1680页
    查看更多>>摘要：为了满足微机电系统(MEMS)对高强度、低成本、灵活性好、通用性强硅/硅低温直接键合技术的迫切需求,开展基于氧等离子活化的硅/硅低温直接键合工艺调控方法及应用研究.通过正交实验分析了活化功率、活化时间、氧气流量对键合率和键合强度的影响,优化了氧等离子活化工艺,350℃氮气保护下退火2h后,键合率为98.52%,平均抗剪切强度为20.2 MPa,键合界面连续无空洞,且形成了3.58 nm的非晶氧化层,表明实现了分子间的键合.最后,采用三层低温硅/硅键合工艺实现了微型振动能量收集器的限幅封装,成功将能量收集器的频带拓展到215 Hz～229 Hz.结果表明,该硅/硅键合工艺满足MEMS器件的加工及使用要求,其工艺调控方法具有较好的通用性.

    氧等离子体直接键合正交实验界面特性频带拓展

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    仅线圈式电磁超声检测方法与提离特性研究

    石文泽胡力萍卢超胡博...
    1681-1691页
    查看更多>>摘要：针对传统永磁体式或脉冲电磁铁式电磁超声换能器(Electromagnetic Acoustic Transducer,EMAT)易吸附铁磁性颗粒导致换能效率下降甚至功能性损坏、难与铁磁性金属材料实现快速分离或移动、探头体积大、难以实现狭小区域等探头不可达区域的检测等难题,提出了一种仅线圈式电磁超声检测的技术实现与建模方法.建立了集仅线圈式EMAT的激励等效电路和检测过程的场路耦合分析有限元模型,分析了仅线圈式EMAT的纵波激励和接收机理,研究了提离对EMAT线圈的等效阻抗、放电电流的高频成分和类直流成分、检测回波的幅值和中心频率的影响.研制了仅线圈式EMAT检测电路,验证了提离的影响规律.研究结果表明:所研制的仅线圈式电磁超声检测系统可以在 80 mm厚的铝合金试样中激励和接收纵波,且在0.1 mm 提离时,一次底波的信噪比为 28.10 dB.当提离由 0.1 mm增加至 1.0 mm时,二次底波的信噪比由 22.21 dB减小至8.01 dB,其中心频率由 1.35 MHz下降为 1.27 MHz.

    超声检测仅线圈式EMAT场路耦合分析提离纵波

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    基于双面多级微结构的柔性电容式压力传感器

    黄梁松王硕张鹏张坤...
    1692-1699页
    查看更多>>摘要：柔性压力传感器作为可穿戴智能设备的重要组成部分,在人体行为监测、电子皮肤系统等方面有广泛的应用.为了进一步利用微结构对柔性传感器灵敏度的提升效果,采用聚二甲基硅氧烷(PDMS)与碳黑(CB)、多壁碳纳米管(MWCNTs)混合成导电材料并复制砂纸表面微结构作为上下电极层,用PDMS复制弧形凸起和砂纸微结构组成双面微结构介电层,设计成基于双面多级微结构的柔性电容式压力传感器.两种微结构的组合使得传感器的性能有了明显的提高,具有高的灵敏度(1.287 5 kPa-1,<0.1 kPa),宽的检测范围(可达 100 kPa),快的响应时间(80 ms),并保持良好的重复稳定性.结果表明:该传感器能够在人体行为监测以及其他应用方面发挥理想的性能.

    电容式压力传感器双面微结构多级微结构人体行为监测

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    基于光纤光栅的抗偏载压力环传感研究及其工程应用

    朱觉文王长海梁才侯泽群...
    1700-1708页
    查看更多>>摘要：为解决压力传感器在拉索索力监测中抗偏载能力不足的问题,设计了一种基于光纤光栅的组合式压力环,理论分析了粘贴式光纤光栅传感器与基体之间的应变传递率;根据索力监测量程,对承力支柱的弹性模量、直径、数量及光纤光栅自感知杆件预拉应力提出了设计要求.利用8 个准分布式光纤光栅传感器预拉应变的恢复对索力进行监测,消除偏载对测量结果的影响.采用压力试验机对组合式光纤光栅压力环进行循环加载试验,结果表明,组合式光纤光栅压力环能有效监测荷载,其监测灵敏度约为 2.298 2×10-4 nm/kN,线性度误差≤0.821%、迟滞误差≤0.382%、重复性误差≤3.758%、总精度≤3.867%.利用组合式光纤光栅压力环对桥梁的索力张拉进行实时监测,并与油压表读数法、频率法相互验证,分析发现,组合式光纤光栅压力环和频率法监测的索力基本相近,误差在 3.4%以内.组合式光纤光栅压力环利用分区承载、预拉应变的恢复实现受压监测,消除偏载弯曲产生的测量误差,提高监测精度高,改变自感知杆件预拉应力和承力支柱数量可实现多种规格拉索的索力监测,降低工程监测成本.

    索力监测光纤光栅传感器组合式压力环抗偏载应变传递率

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    基于共面电容测量的PE材料老化程度测量方法研究

    文近来李强李学楠代志双...
    1709-1716页
    查看更多>>摘要：海洋复合软管在海洋油气输送过程中起着至关重要的作用.管内服役环境中热源及液态介质浸润会导致内衬层材料老化降解.由于材料老化与其介电常数的变化相关,共面电容传感器可原位测量电容以反映材料的老化程度.介绍了共面电容传感器测量原理和有限元仿真分析,研究了交联聚乙烯(XLPE)和耐温聚乙烯(PERT)两种PE材料在热老化过程中的介电性能变化.对于老化与未老化样品,在 1 kHz～1 MHz的频率范围内测量并联电容值Cp,研究了老化温度、老化环境及老化时间对材料介电性能的影响.研究结果表明,PE材料的Cp 随着老化温度的升高而略微增加,每10℃变化约0.005 pF;相较于水浸润环境下,柴油浸润环境加速老化对PE材料介电性能影响更大;加速老化时间越长,PE材料的Cp 越大;相同老化条件下,XLPE的Cp 变化量比PERT 小,PERT对老化条件变化更敏感.实验结果证明了所提出的PE材料老化程度测量方法的可行性.

    叉指电容聚乙烯材料加速热老化介电常数

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    室内烟雾场景下基于激光雷达的三维建图方法研究

    郑嘉芳徐湛楠曹平国陈勇...
    1717-1725页
    查看更多>>摘要：室内火灾发生时,可利用激光雷达传感器构建事故现场地图,辅助消防救援.由于室内的封闭性,环境中积累大量烟雾颗粒,使激光雷达传感器产生噪点,导致地图失真.为解决此问题,改进了传统点云滤波算法,使用动态阈值和强度信息辅助的半径滤波器去除激光雷达点云中的烟雾噪点.之后对点云进行特征提取和近邻点匹配,用于位姿计算和地图构建.通过搭建室内烟雾场景用于数据采集和算法测试实验,结果表明,所提方法能够有效消除烟雾对激光雷达三维建图的影响,且对非噪点有较好的保留作用.

    激光雷达建图室内建图点云滤波烟雾场景

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    基于SVD的自适应无迹H∞滤波定位算法研究

    伊鹏柏建军时丙新陈炳旭...
    1726-1733页
    查看更多>>摘要：针对移动机器人噪声模型不确定性导致定位算法鲁棒性弱、精度低的问题,提出一种基于奇异值分解(Singular Value Decomposition,SVD)的自适应无迹H∞滤波定位算法.该算法利用无迹H∞滤波融合多传感器数据估计移动机器人位姿,并通过自适应调节滤波器参数γ,提高了移动机器人的定位精度.同时为了提高算法的鲁棒性,采用SVD分解代替常规Cholesky分解,避免了误差协方差矩阵在数值迭代过程中出现负定的情况.实验结果表明:相较于扩展H∞滤波和粒子滤波算法,基于SVD分解的自适应无迹H∞滤波定位算法具有精度高、鲁棒性强的优势.

    移动机器人定位多传感器融合自适应无迹H∞滤波SVD

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    一种融合注意力机制与3D双流卷积网络的动态头势识别方法

    张波涛朱鑫悦谢佳龙吕强...
    1734-1745页
    查看更多>>摘要：头势能够传递丰富的情绪和意图信息,属于重要的人机交互方式之一.然而,目前基于穿戴式传感器的头势识别方法虽然具有较高的识别率,但缺乏经济性和便捷性,而基于机器视觉的方法普遍存在准确率低、泛化性差、算力成本较高的问题,因此目前的头势识别方法仍难以部署于移动机器人.针对以上问题,提出了一种融合注意力机制与 3D双流卷积的动态头势识别方法.该方法从动态头势视频帧中提取RGB信号和光流特征,在注意力机制的启发下,从通道域和空间域进行动作特征提取和增强,从而对关键特征进行准确提取,然后对特征进行融合与分类.实验结果表明,所提方法能够有效提取头势中关键的通道域和空间域信息,可显著提高头势识别的准确率及泛化能力,可在有限算力下实现较高的准确率与实时性.其后,将所提方法应用于助老机器人,在实际示范应用中进行了验证,结果表明本方法适于移动机器人等算力受限的移动机载计算平台.

    移动机器人人机交互注意力机制动态头势动作识别

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