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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SQUID传感器的超导单通道磁力仪研制

    艾海明蔡大鹏米旺邓志安...
    85-88页
    查看更多>>摘要：针对地球物理勘探中高精度磁场信号测量与靶目标大小方位检测难题,本文基于SQUID传感器研制了一种超导单通道磁力仪.首先,介绍了超导磁力仪工作原理,重点设计了其总体结构框架、控制单元、XYZ单元、无磁杜瓦瓶和供电模块;然后,提出了自适应滤波算法用于抑制运动磁场噪声干扰,静磁学逆向求解算法用于反演靶目标大小及方位;最后,采用半径0.2m的圆铁球和边长5m的地表立方空洞体进行检测实验,实验结果表明:本文超导磁力仪稳定可靠并满足地下勘探要求.

    超导量子干涉器磁力仪磁通量子逆向求解

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    基于3D打印硬磁软材料的磁控软体机器人开发

    黄麟阁张治国潘峰
    89-92页
    查看更多>>摘要：近年来,磁软体机器人因其优异的生物安全性、环境适应性和快速响应能力受到广泛关注,在生物医疗等领域展示出巨大的应用潜力.本文针对磁软体机器人的墨水直写(DIW)3D打印问题,根据需求和材料特性进行材料设计优化,制备了具有稳定可打印性的硬磁软材料墨水.在此基础上,通过流变性实验验证了混合墨水的可打印性,使用DIW完成了对硬磁软体机器人的制造.之后,设计并制造了一种用于货物搬运的多模态磁软体机器人,在外磁场的作用下机器人可以以爬行和滚动两种模式运动,兼具货物搬运和放置的能力.本文所提出的磁软体机器人3D打印方法将为以后磁软体机器人的材料选择和广泛应用提供基础.

    墨水直写硬磁材料软体机器人

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    基于瞬变电磁阵列的地下金属定位系统设计

    康良伟边瑞卿董浩森张永杰...
    93-96页
    查看更多>>摘要：针对近地表不同形状金属目标定位的需求,设计了基于瞬变电磁(TEM)阵列技术的地下金属目标定位系统.该系统利用阵列传感器各接收线圈采集的感应电动势衰减曲线的差值,得到地下目标的信号响应特性,通过对比实测环境下标签信号的感应电动势幅值,可以得到目标的水平方位和垂直埋深,实现对地下金属目标的定位功能.实验结果表明:设计的系统能够区分球形、矩形和圆柱形目标的水平方位,垂直埋深测量误差在8%以下,可以实现较好的定位效果.

    瞬变电磁阵列线圈结构电压衰减曲线金属目标定位

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    具有自主温度补偿的多通道柔性应变传感系统

    代宇张婕
    97-100页
    查看更多>>摘要：为了满足全方位的应变采集需求,例如手指弯曲、手势识别等,设计了一种多通道柔性应变传感系统.该系统基于丝网印刷工艺制备了多通道(4 个)带有柔性应变片和温度补偿片的惠斯通电桥,通过控制多路复用开关的关断与导通选择相应通道,将应变信号转化为电压信号后进行放大、滤波处理,并通过蓝牙芯片读取应变信息.通过实验证明,印刷传感器对于应变具有良好的响应特性以及重复性,应变电桥在温度25～45℃的环境中初始态输出的电压基本保持不变具有良好的温度补偿性.该柔性应变系统价格低廉、工艺简单,多路复用开关和印刷柔性应变片的数量可以拓展,可以满足可穿戴电子对大面积分布、多点采集的需求.

    印刷电阻网络多通道采集惠斯通电桥电阻式柔性应变传感器

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    多轨道角动量模式谐振环形行波天线设计

    张振宇杜永兴李宝山徐利权...
    101-104,109页
    查看更多>>摘要：为解决目前轨道角动量(OAM)天线难以在同一频率下多模工作的问题,推动OAM在无线通信领域的实际应用,设计、加工并测量了一种基于单层板的谐振环形行波天线,引入4 个馈电探针将不同相位差的信号馈入行波天线.经仿真分析和实际测量,该天线可以在 3 GHz上谐振并分别产生了携带有OAM模式l =0,l =±1,l =-2 的涡旋电磁波束.该天线结构简单并且可以在同一频率下产生多种模式OAM,能够有效增加无线通信的信道容量,具有一定的理论意义和实用价值.

    轨道角动量多模态涡旋电磁波谐振环形行波天线

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    基于环形均匀磁场的磨粒传感器设计

    吴伟吕浩文李博王海英...
    105-109页
    查看更多>>摘要：针对传统的电感式磨粒传感器流量较小、监测区域磁感应强度较低、梯度较大的问题,设计了一种基于环形均匀磁场的磨粒传感器.通过设计环形流道,实现在监测区域内产生均匀径向磁场.同时分析了磁路截面面积与传感器磁感应强度的关系,并比较不同磁极截面形状对磁感应强度的影响,完成了对传感器的结构优化,得出采用楔形磁极可有效提高磁场利用率.利用Ansys软件建立传感器的三维有限元模型,揭示了传感器的静磁场和瞬态特性.利用单磨粒无油液实验,对比分析实验结果与仿真结构的输出特性,验证了传感器的有效性.实验结果表明,传感器在采用低倍率放大器的情况下,可检测出0.28 mm的铁磁性磨粒,与现有的传感器相比具有较高的灵敏度.

    磨粒监测环形磁场磁阻感应电压

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    45°倾斜应用的多通道干涉截止滤光片研制

    高晓丹刘岚姚敏魏纯...
    110-112页
    查看更多>>摘要：光纤通信的发展对通信器件中薄膜滤光片提出了新的要求.根据45°倾斜应用的多通道干涉截止滤光片的设计指标,选择Nb2 O5 和SiO2结合APS1104 型镀膜机的特点,分析了设计膜系的膜层灵敏度和薄膜生长过程中的模拟监控曲线,判断设计薄膜的可镀制性.然后采取直接光学监控方式,选择合适的镀制工艺成功镀制滤光片.测试结果表明:滤光片在45°倾斜应用条件下,1255～1365nm、1475～1502 nm双通带最大插入损耗为0.199 dB,1547～1565 nm为反射带,通带隔离度为17.3 dB,满足系统应用需求.

    薄膜截止滤光片偏振效应膜系非规整层

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    基于图像识别的角度传感器设计

    顾庆传张靖周丽李鑫...
    113-115,119页
    查看更多>>摘要：为了解决传统光电编码器编码复杂、结构复杂的问题,提出了一种基于图像识别的角度传感器.通过最小二乘圆拟合曲线算法求得光斑的中心点坐标,以该坐标点作为光斑的中心点位置,光斑随着旋转轴运行一周后得到一个虚椭圆,通过计算光斑的运动轨迹来求得虚椭圆的中心坐标,进而计算出光斑中心点坐标与输出角度之间的关系.利用霍尔角度传感器的角度作为基准值来检验本文设计的测量精度.实验结果表明:基于图像识别的光电角度传感器的平均非线性误差为8.52%,测量精度达到了2.624°.

    图像识别角度传感器最小二乘法光斑坐标

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    液位传感器电磁兼容改进设计

    智文虎刘柏青简荣坤夏云阳...
    116-119页
    查看更多>>摘要：针对差动变压式位移传感器在电磁兼容试验中出现的跳变及无法继续使用等问题,进行针对性的电磁改进设计.从原理上分析输出跳变产生的原因并制定相应的改进措施.改进的传感器通过实验验证,证明采取的改进措施可行、有效,为提升差动变压式位移传感器的抗电磁干扰能力提供了一种改进思路和方法.

    差动变压式位移传感器电磁兼容跳变

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    CMOS红外光源的设计与实现

    王林峰余隽李中洲黄正兴...
    120-123,126页
    查看更多>>摘要：基于红外气体传感器微型化、低成本和低功耗的发展需要,设计了一种用于非色散红外(NDIR)集成气体传感器的互补金属氧化物半导体(CMOS)红外光源.它以非等间隔的蛇形钨(W)薄膜电阻作为加热丝,以二氧化硅(SiO2)和氮化硅(Si3 N4)多层复合介质薄膜为支撑形成悬空膜片式微热板,以氧化铜(CuO)和二氧化锰(MnO2)纳米材料复合薄膜作为辐射增强层.基于COMSOL软件进行了热电耦合仿真,证明结构设计合理性.采用标准CMOS工艺、硅(Si)的深刻蚀工艺以及静电流体动力学打印技术流片制造了该CMOS红外光源芯片.性能测试结果表明:该红外光源从室温升温至 469℃的热响应时间约为41 ms,电功耗仅为138 mW,辐射区温度分布均匀,引入辐射增强层使表面比辐射率提高约35%,红外光源的辐射功率和红外光谱辐射强度测试结果表明:该涂层有效地增强了红外辐射.

    互补金属氧化物半导体红外光源非色散红外集成气体传感器辐射增强层钨丝微热板

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