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传感器与微系统
传感器与微系统

刘学林

月刊

1000-9787

st_chinasensor@vip.126.com

0451-82514848

150001

哈尔滨市南岗区一曼街29号（哈尔滨44信箱）

传感器与微系统/Journal Transducer and Microsystem TechnologiesCSCD北大核心CSTPCD
查看更多>>本刊由中国电子科技集团公司第四十九研究所主办，系高新技术与实用技术相结合的高科技期刊。侧重发表具有新结构、新功能、新用途、微型化、多功能化、智能化、系统化和网络化、能促进信息技术发展、更新换代的新型传感器与微系统制造方面的论文。
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    基于电极修饰材料的重金属离子电化学传感器

    丁莉峰宋芋茹李强师聪聪...
    1-6,11页
    查看更多>>摘要：在传统检测重金属的基础上，电化分析法在检测重金属领域有着不可比拟的发展前景。将电化学传感器与电化学分析技术有机地结合起来，可以为高效地检测重金属离子提供一种新的方法。在电化学传感器中，电极的修饰一直是人们关注的焦点。本文着重从金属及金属氧化物纳米材料、碳纳米材料和高分子聚合物材料修饰电极对重金属离子的电化学传感器研究进展。通过一些具有代表性的实例，讨论了这些电极的设计和传感机理。最后，对其未来的研究方向进行了总结和展望。

    重金属离子电化学传感器电极修饰材料电化学分析

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    面向生物检测的AlGaN/GaN HEMT传感芯片研究进展

    顾智琦李加东
    7-11页
    查看更多>>摘要：氮化铝镓(AlGaN)/氮化镓(GaN)高电子迁移率晶体管(HEMT)生物传感器是基于第三代半导体GaN开发的新型离子敏场效应晶体管(ISFET)生物传感器，其利用器件敏感区电荷变化调制异质结沟道中的高电子迁移率二维电子气(2DEG)来工作，与传统硅基ISFET相比，AlGaN/GaN HEMT生化传感器具有更优的化学稳定性，因此具有更大的应用范围。本文从AlGaN/GaN HEMT生物传感器的检测原理出发，讨论了AlGaN/GaN HEMT生物传感器从可行性验证、性能优化到面向实际检测的关键问题，并对Al-GaN/GaN HEMT生物传感器国内外研究现状和未来发展进行了总结评价。

    氮化铝镓/氮化镓高电子迁移率晶体管生物传感器离子敏场效应晶体管二维电子气

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    基于GAN-SVC的水下障碍物轮廓构建研究

    唐会林宋甘琳周佳加武杨...
    12-15页
    查看更多>>摘要：针对由于复杂噪声使得水下无人航行器(UUV)声呐探测数据可靠性下降进而导致障碍物轮廓构建失准的问题，本文提出了一种基于生成对抗网络(GAN)和支持向量聚类(SVC)的水下障碍物轮廓构建算法。为区分复杂噪声点与障碍物点，该算法基于SVC对声呐数据异常点进行初步筛选。针对SVC受参数影响可能导致较小簇误判的问题，利用GAN精确筛选异常点;并对精确的障碍物点进行聚类得到各个障碍物的最优轮廓。通过对湖中障碍物探测数据的轮廓构建仿真验证试验，相比SVC算法，使用本文所提GAN-SVC算法在对2个障碍物进行轮廓构建时，准确度分别提高了79。80％和48。13％。

    生成对抗网络支持向量聚类异常点检测轮廓构建

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    电容悬浮间隙传感器非线性校正研究

    郑洋阳王滢陈康李贵...
    16-20页
    查看更多>>摘要：针对悬浮间隙传感器输出特性非线性严重的问题，提出一种结合径向基核函数和多项式核函数优点的混核最小二乘支持向量机(HKLSSVM)作为电容悬浮间隙传感器的非线性校正模型并采用浣熊优化算法(COA)对HKLSSVM的惩罚因子和核函数参数进行优化。为验证模型的有效性，分别采用径向基神经网络模型、传统LSSVM模型、粒子群优化(PSO)算法-HKLSSVM模型以及COA-HKLSSVM模型进行非线性校正仿真分析。结果表明，COA-HKLSSVM模型在电容悬浮间隙传感器非线性校正的应用中表现出最佳的校正精度与稳定性，校正后的电容悬浮间隙传感器线性度为0。43％，均方根误差为0。022 mm，最大误差为0。068 mm，满足悬浮控制系统对悬浮间隙传感器的线性要求。

    电容悬浮间隙传感器非线性校正浣熊智能优化算法

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    基于视觉传感的GMAW熔池形貌分析与工艺研究

    刘泽庆薛瑞雷吴立斌李晓娟...
    21-24,27页
    查看更多>>摘要：为了解决管道熔化极气体保护焊(GMAW)仰焊位置工艺参数调整困难的问题，从熔池形貌分析角度出发，建立了基于视觉传感的熔池监测试验系统，该系统能够采集仰焊位置的熔池图像，并运用图像处理算法提取熔池边缘轮廓，进而定义了熔池的长度、宽度、面积以及尾部后托角等4个特征参数，以形象地表征熔池形貌。通过控制变量试验和正交试验，分析了熔池形貌特征参数与焊接工艺参数之间的关系，研究了焊接电压、送丝速度、焊接速度以及摆宽组合变化时对熔池形貌特征参数的影响程度。试验结果表明:熔池形貌特征参数能够真实反映熔池的动态变化，仰焊位置优化的工艺参数使熔池状态稳定，焊缝成形质量符合工程应用标准。

    视觉传感仰焊位置熔池形貌图像处理工艺试验

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    不同氢气浓度下敏感体工作温度测试方法研究

    徐振忠王东伟张洪建王元...
    25-27页
    查看更多>>摘要：本文针对催化燃烧氢气传感器敏感体工作温度的准确测量，提出了敏感体热态电阻的测试方法，建立了敏感体热态电阻与工作温度的线性对应关系，实现了不同氢气浓度下敏感体热态电阻的测量，并精确计算出不同氢气浓度下敏感体的工作温度。实验发现，敏感体补偿元件的工作温度随氢气浓度的递增逐渐减小，敏感体敏感元件的工作温度随氢气浓度的递增逐渐增大，速率为(40～50)℃/1％VOL。

    催化燃烧敏感体工作温度

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    高精度MEMS差压传感器芯片的研究

    杜成权艾军许明洋魏壮壮...
    28-31页
    查看更多>>摘要：为应对市场对高精度MEMS差压传感器的需求，开展了压力传感器芯片关键技术研究。设计了一种压阻式差压传感器芯片，解决了硅—硅室温键合技术难题，开发了自主可控、稳定可靠、适合批量生产的工艺。采用体微机械加工技术和硅—硅键合技术制备了压力芯片晶圆，形成了满足实际应用需求的高精度差压MEMS压力传感器芯片。本文制备的压阻式差压传感器芯片压力测量范围覆盖0～14 MPa，线性误差(>10 kPa)<0。3％FS，温度滞后性<±0。05％FS，压力滞后性<0。05％FS，工作温度-40～+85℃，过载能力≥2倍FS，为压阻式压力芯片的设计与制作提供了一种可行的参考方案。

    差压传感器MEMS芯片体微加工KOH刻蚀硅—硅键合

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    基于摩擦纳米发电机的输电线振动能俘获研究

    刘征宇路永玲王真朱雪琼...
    32-36页
    查看更多>>摘要：随着全球能源需求的增长和环境问题的加剧，输电线路振动能量收集技术成为研究热点。通过将输电线路的振动能量转化为电能，可以为电力系统提供额外能源补充，提升能源利用效率。提出了一种全方位能量收集摩擦纳米发电机(OEH-TENG)，根据独特的工作原理，在复杂环境中，高效收集振动能量，克服了传统TENG输出功率不足的问题。OEH-TENG具备高适应性和可定制性，能为输电线路监测系统提供持续稳定的能源支持，具有重要的应用前景。

    摩擦纳米发电机输电线路能量收集电源管理电路振动能量

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    基于Azure边云结合在煤矿安全方向应用研究

    崔林林权晓光徐昊仝依良...
    37-40页
    查看更多>>摘要：随着煤炭工业的发展和全球对能源安全与环境保护需求的增加，煤矿安全问题日益受到关注。传统的煤矿监测方法存在实时性、准确性和可靠性方面的挑战。本文引入云边结合计算技术，利用树莓派设备和Azure IoT Edge进行数据处理和实时分析，并将数据传输至Azure云平台进行监控和管理。通过温湿度传感器监测矿井内的温湿度信息，提出了一种适用于煤矿安全的云边结合计算架构。在边缘端采用卡尔曼滤波算法以减少环境干扰对数据的影响。实验结果表明:经过边缘端处理的信息能够成功上传至云端，实现数据可视化展示。

    边云结合煤炭安全Azure煤矿安全检测准确性

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    基于可解释性深度学习的传感器异常数据诊断

    童浩阮先虎林峰刘朵...
    41-44页
    查看更多>>摘要：针对桥梁健康监测中多源传感器数据异常诊断可解释性较差和效率低的问题，提出了一种基于特征可视化的可解释性卷积神经网络(CNN)数据异常检测方法。充分考虑异常模式和多源传感器类型的完整性，结合数据扩充方法，构建了多源监测数据异常模式库，同时，基于CNN展开异常特征提取，利用特征和类激活图(CAM)可视化的方法，深入分析异常类型特征，从而实现对深度学习网络的解释分析。实验结果表明:考虑多源传感器类型可以充分挖掘数据中的有效信息，模型的整体准确率达到了99。37％，所有异常模式的查全率与查准率均超过96％。该方法还能够捕捉时间序列深度学习分类模型的特征学习过程，为桥梁结构连续性监测数据的分析和预警提供了先决条件。

    深度学习卷积神经网络特征可视化异常诊断健康监测

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