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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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    三维超声风速计阴影补偿方法研究

    葛玮汤浩仝德之李志伟...
    42-45页
    查看更多>>摘要：三维风速计在众多领域有重要的价值,但三维超声风速计自身结构影响待测量风场,导致阴影效应的产生,从而引起测量误差.现有的阴影补偿方法研究多从阵列结构上优化或局限于二维风速风向,在应用到三维测风中效果较差.针对该问题,本文利用随机森林回归算法建立三维超声风速计阴影补偿方法,通过有限元仿真获取受阴影效应影响后的风速风向数据,以该数据为样本,对模型进行训练和测试.结果表明:本文提出的阴影补偿方法将风速值与理论值的相对误差降低到±1%以内,垂直风向角的平均相对误差从-4.1%降低至0.08%,水平风向角的平均相对误差从1.9%降低至-0.8%,验证了本文提出的补偿方法在解决阴影效应问题方面的可行性.

    三维风速计阴影补偿方法随机森林回归算法有限元分析

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    基于周期特征提取的DLnet预测模型研究

    廖雪超黄相
    46-49,54页
    查看更多>>摘要：现有的预测方法很少独立分析能源消耗的周期性特征.本文提出了一个短期办公建筑能耗预测模型(DLnet),以解决周期性能耗数据利用效率低下的问题.首先,利用STL对能耗数据的周期成分进行分解,通过网格搜索算法寻找能耗数据的最优周期;然后,根据最优周期构建周期块;再根据周期块的数据形状构建时间序列块数据;之后,利用长短期记忆(LSTM)对时间序列块数据和周期块数据进行训练和学习;最后,通过线性回归将时间序列块数据和周期块数据的预测结果进行融合.事实证明,所提出的模型的4 个预测精度指标分别比LSTM模型高7%,21%,25%和26%.

    时序块周期块最佳周期STL长短期记忆

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    圆片级封装中的二次硅-玻璃键合工艺研究

    郑雅欣阮勇祝连庆宋志强...
    50-54页
    查看更多>>摘要：针对MEMS谐振器真空封装更高的要求,将盖帽硅片、器件硅片(Si)和玻璃衬底通过二次Si—玻璃(D-SOG)阳极键合工艺,实现了MEMS谐振器加工的同时,完成MEMS谐振器的6in圆片级高真空度封装.通过优化两次键合工艺参数,第二次键合温度由第一次键合温度350℃调整到380℃,键合压力分别为800 N(第二次键合)和600 N(第一次键合);优化第二次键合封装密封环的键合面积宽度为700 μm;达到良好的MEMS谐振器封装效果,器件的泄漏速率为3.85×10-9 Pa·m3/s.该研究可以有效降低加工成本和工艺难度、提高器件可靠性,满足了MEMS器件对封装密封性的要求,后续可广泛应用到基于D-SOG的MEMS谐振器封装工艺中,具有良好的应用前景.

    微机电系统圆片级真空封装玻璃上硅键合封装密封环二次硅—玻璃键合

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    双阈值屏幕显示缺陷检测方法

    丁旭龙薛琦丁鏖倬韦灏深...
    55-58页
    查看更多>>摘要：机器视觉检测液晶屏幕显示缺陷过程中,因相机系统参数设置、屏幕显示亮度等影响,导致采集到图片存在亮度不均致使缺陷检测精度降低.针对这一问题,本文提出了一种基于模块的双阈值缺陷检测算法.首先,将无缺陷屏幕作为标定样本,并对其按空间进行模块划分;其次,对划分后模块区域参数进行统计,以此为依据设置检测阈值;最后,将待检测屏幕图像划分为模块,并根据对应模块区域阈值判断是否存在缺陷.此外,本文设计了一种缺陷检测系统,对上述方法进行了实验验证,结果表明:该方法能有效提高对亮度显示不均匀图片的缺陷检测精度.

    缺陷检测亮度不均匀缺陷定位模块检测双阈值检测算法

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    基于导电橡胶填充海绵的柔性压力传感器研究

    刘健刘平唐欣悦王睿...
    59-62页
    查看更多>>摘要：随着智能机器人的发展,具有精准压力感知能力的电子皮肤成为研究热点.本文使用改性多壁碳纳米管(MWCNTs)和硅橡胶(SR)组成的复合材料及三聚氰胺海绵,采用浸渍工艺,制备了一种高灵敏电阻式柔性压力传感器.阐述了传感器的制作流程,对多壁碳纳米管的改性进行了表征,测试了压力传感器的传感性能,并将传感器装配到机械手上实时检测压力.测试结果表明:制备的海绵压力传感器具有良好的稳定性,宽工作范围(0～580 kPa),快速的响应时间(～46 ms)及良好的重复性(～2000 次).将传感器装配到定制的3D打印机械爪模具中安装到机械臂上,通过设计的信号采集电路及编写LabVIEW,上位机可以实时获取传感器的信号,得到机械爪上的压力数据,并结合支持向量机算法实现对抓取物体的分类.

    压力传感器柔性电阻式泡沫

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    基于双波段LiTaO3热释电探测器的目标温度识别研究

    宋泽乾赵泽彬胡晨晓吴玉航...
    63-65,70页
    查看更多>>摘要：针对热释电红外探测器在温度识别领域的难题,本文设计了一种基于长/中波双波段钽酸锂(LiTaO3)热释电多元探测器,建立了基于机器学习算法的目标温度识别模型.分析了不同黑体温度下的两波段辐射量与双波段比值的变化趋势,测试了双波段比值与黑体温度的关系以及分析了双波段比值在仿真与实测中的误差,研究了基于热释电数据的决策树、随机森林算法的最优参数选择以及所搭建的模型识别准确率.研究结果表明:基于该探测器构建的温度识别系统的识别准确率最高可大于90%,为基于热释电的目标温度识别提供了一种新的技术路径,拓宽了热释电红外探测器的应用范围.

    双波段热释电探测器双波段比值机器学习目标识别

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    核用锆合金管氧化过程中光谱发射率特性研究

    张凯桂康叶林刘若语...
    66-70页
    查看更多>>摘要：发射率在锆合金管非接触测温的准确性和失水事故情况下的传热分析上具有重要意义.本文采集了SZA4、SZA6 和ZIRLO 3 种锆合金在400,500,600℃下氧化100 min过程中4～12 μm内的光谱发射率数据,分析了温度、氧化膜厚度和合金组分对材料光谱发射率特性的影响规律.结果表明,3 种锆合金在氧化过程中发射率变化趋势基本相同,但组分差异导致在发射率的数值和振荡特性上略有差别.通过建立薄膜干涉模型,解释了光谱发射率在波长方向上的振荡现象,并结合振荡极值与干涉效应原理计算了合金表面氧化膜厚度,在0.6～8μm范围内测量精度达到±0.3 μm.

    锆合金光谱发射率氧化膜干涉效应

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    基于耐高温环境转速传感器的设计

    井云鹏吴云鹏夏云阳
    71-74页
    查看更多>>摘要：随着工业的发展,转速传感器已经成为了现代工业自动化发展的重要支撑.它在汽车、机械制造和航空航天中发挥着很大的作用.高温转速传感器通常应用于高温环境下旋转机械运动状态的监测和测量,通过传感器为采集系统提供实时数据,帮助监测和预防设备故障,延长设备寿命,确保设备安全性能.本文介绍了高温磁电式转速传感器的基本原理、结构设计、材料选择,给出了测试数据,并对测试结果进行了分析,结果表明:能够实现在350℃环境下转速测量.

    高温机械运动转速传感器

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    用于航空发动机齿轮故障监测的自驱动振动传感器

    郭瑞王晓畔张继鹏赵瑞豪...
    75-78页
    查看更多>>摘要：目前传统振动监测手段受限于航空发动机高温环境影响,导致振动传感器探测精度难以进一步提升.鉴于此,本文设计了一种基于摩擦电效应和压电效应的自驱动振动传感器,通过对敏感层材料配比的合理选择,实现电学输出性能与高温输出稳定性的兼顾.在最佳振动条件下,摩擦电器件的输出可达5.1V和0.42 μA,而压电器件输出可达1.8V和0.3 μA.基于自驱动传感器优异的电学输出性能,在机器学习算法的帮助下,开发的自驱动振动传感器可对齿轮的点蚀故障以及断齿故障进行精准识别,其识别准确率高达98.2%.实验证明本文开发的自驱动振动传感器能够有效监测航空发动机齿轮的运行状态,为航空发动机智能化健康管理提供了重要的参考价值.

    航空发动机齿轮故障监测振动传感器摩擦电纳米发电机

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    基于频谱细化算法的超声多普勒流量计设计

    李云飞冯珂珂张飞陈斌...
    79-83页
    查看更多>>摘要：流量计作为一种计量传感器设备,是水务信息化综合系统的重要组成部分,其数据精度直接影响系统计量结果.本文基于频谱细化的方法设计了高精度超声多普勒流量计,该流量计采用低功耗单片机(MCU)作为主控芯片,产生频率可配置的中高频脉冲信号,经功率放大电路后驱动由大功率金属氧化物半导体场效应管(MOSFET)组成的超声波发射电路.设计了回波信号提取电路,实现回波信号的放大、噪声滤除、频差信号提取等功能.采用复调制ZOOM FFT频谱细化算法进行频谱分析,显著提高了频率分辨率和频移计算精度.经实验测试,在低流速(0.19 m/s)、中流速(0.5 m/s)和高流速(0.984 m/s)状态下,流量计测量误差分别为5.161%、2.248%和1.985%.

    流速测量多普勒流量计ZOOMFFT频谱细化智慧水务管理系统

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