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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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收录年代

    一种耐瞬时高温燃气冲击的压力传感器

    孙光岩周博傅巍
    85-88页
    查看更多>>摘要：针对瞬时高温燃气冲击的压力传感器在高温1000℃燃气压力冲击的环境下产生的破坏性的问题,设计了一种有效的引压方法,对引压管结构进行设计,在内部增加阻尼管,通过引入阻尼管,可以使与芯片接触的燃气温度降低至300℃以下,使传感器可靠工作.另外,通过引压系统内部的阻尼设计,可以使传感器能够承受较大瞬时燃气压力的冲击.通过试验验证及热力学仿真分析可以得出,该传感器引压系统的结构设计,可以使传感器能够满足瞬时高温燃气压力冲击的环境要求,达到精准测量的目的.

    高温燃气冲击压力传感器

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    PDR与UWB融合的森林消防员定位系统设计

    吴桐徐向波高森宇楚娅妮...
    89-91,96页
    查看更多>>摘要：针对森林消防员在林区环境下由于全球导航卫星系统(GNSS)定位拒止及惯性导航误差累积而难以精确定位的问题,设计了一种融合行人航位推算(PDR)和超宽带(UWB)测距的定位系统.首先,基于消防员个体装备的便携性要求,利用加速度计、磁强计、陀螺仪和气压计设计头戴式定位系统;其次,将指挥员作为基站,利用UWB测得消防员与基站之间的距离;接着,基于扩展卡尔曼滤波(EKF)设计了PDR与UWB融合的定位算法,将测距信息与消防员的运动状态进行融合解算,约束误差发散;最后,利用设计的软硬件定位系统进行了验证实验.结果表明:在真实林区实验中,与无约束PDR相比,采用PDR与UWB融合的定位方法将位置误差减小了60.04％,有效提升了系统的定位精度.

    行人定位行人航迹推算扩展卡尔曼滤波超宽带测距组合导航

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    基于聚合物膜片和光纤复合结构的局部放电声传感器

    李如锋杨军李春海
    92-96页
    查看更多>>摘要：本文提出了一种基于聚合物膜片和单模-多模-单模光纤复合结构的用于局部放电探测的声传感器.将长度为5 cm的多模光纤植入单模光纤之间作为声敏感单元.当光从单模光纤进入多模光纤时,会激发光纤内的高阶模式形成干涉,以实现声传感,并将该光纤串入聚合物膜片中,用于改善其灵敏度.实验结果表明:该传感器在空气中的声传感灵敏度可达-30.8 dBm(0 dBm定义为1V/μBar).根据IEC 60270标准分别在空气和油介质中对传感器进行了局部放电声传感测试证明了该方案的可行性.由于其结构简单、成本低廉和不受电磁干扰等优点,该传感器有望在电力设备局部放电检测等领域得到应用.

    局部放电光纤传感声传感聚合物膜片

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    胶囊机器人的可展钳位锚定结构设计与实验

    董昕阳陈浩邹乐瑶欧阳春...
    97-100,105页
    查看更多>>摘要：针对当今胶囊机器人缺乏肠道内锚定能力的现状,基于可展连杆机构,设计了胶囊机器人的钳位锚定结构,能够适用于不同直径的肠道环境并提供足够的锚定力.可展钳位结构主要由环形剪状结构及驱动模块组成,并通过前侧安装模块可适配于不同胶囊机器人.根据设计参数,进一步建立了锚定结构的展开性能模型,该结构展开至最大时的撑开面积相较于收缩状态时扩大了248％.最后,依据设计制作了样机,并搭建实验测试平台,分别在不同内径的橡胶软管和离体猪大肠环境中验证了其展开能力及锚定能力.实验表明:样机在展开钳位固定时的摩擦力是未展开时的2.2倍,固定后能够有效克服猪大肠内的蠕动力,验证了钳位结构的可行性,为未来胶囊机器人钳位设计提供新思路.

    微型机器人胶囊机器人钳位结构可展结构

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    基于分层聚合与高度语义信息感知的多任务网络

    蔡林泽周爱国姚亮亮符长虹...
    101-105页
    查看更多>>摘要：针对现有多任务网络对各项任务关系以及城市场景图像内在特征的分析稍显不足的问题,提出基于分层聚合与高度语义感知的多任务网络.首先,为增强特征提取网络的能力,使用分层聚合模块学习多层特征间的相互依赖性,经过共享与独立设计,实现浅层特征与深层特征的融合,为不同下游任务馈送所需特征;其次道路场景图像中具有一定的高度差异性,水平分割相互之间的像素级分布有着显著不同,使用高度感知模块引入该先验信息,该结构简单高效.结果表明,所提方法在BDD100K的各项性能均优于同类方法,同时将车道线数据集TuSimple和CULane重新标注扩展为多任务进行测试,取得比现有方法更好的精度,验证方法的有效性.

    自动驾驶多任务网络分层聚合跨层注意力

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    基于并联型神经网络的环境声音分类

    覃镜涛高瑜翔
    106-109,113页
    查看更多>>摘要：针对传统单输入模型在环境声音分类中准确率不高的问题,提出一种基于时域特征和频域特征并联型特征融合神经网络.在该网络中,首先通过数据增强的方法来处理原始音频;其次处理后的原始音频数据和梅尔(Mel)频谱特征数据分别送入原始波形网络和Mel频谱网络,得到其时域和频谱特征后,进行特征融合;最后,将特征融合后的结果送入SoftMax分类器进行分类.本文在UrbanSound8K数据集上进行了实验验证,最终分类准确率高达96.03％,优于其他模型.

    并联型神经网络特征融合环境声音分类

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    用于粒子捕获的单列环状微流控芯片

    耿迁迁张华丽孙利军
    110-113页
    查看更多>>摘要：单细胞分析在生物医学研究和临床医学中具有重要意义,微流控芯片是实现单细胞分析的有效工具.为了实现单个细胞的高效捕获与实时观测,基于流体力学设计了一种单列环状微流控芯片.对捕获腔设计了4种不同尺寸(15,20,25,30μm)的后端通道.采用Fluent软件对单列环状微流控芯片进行速度流场分析.模拟结果表明:后端通道为15μm和20μm的微流控芯片粒子捕获效果最好.选用后端通道为20μm尺寸的微流控芯片,进行单个聚苯乙烯微粒的捕获实验,实验结果表明:单列环状微流控芯片的捕获粒子效率可达到91.67％,为后续细胞捕获与细胞培养提供了研究基础.

    单细胞分析粒子捕获细胞捕获流场分析细胞培养

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    基于逆有限元法的结构位移与应变场反演方法

    岳应萍吴国庆蒋镇涛曾捷...
    114-117页
    查看更多>>摘要：舰船梯形结构作为封盖船体或将其分隔成层的平面板状结构,对于保证船体强度及不沉性具有重要作用.梯形结构受力不均匀会产生巨大拉扯力,易造成梯形结构变形与疲劳应力集中.基于此,本文提出研究一种基于逆有限元法(iFEM)和光纤应变感知的舰船梯形结构位移与应变场反演方法,并给出了相应光纤Bragg光栅(FBG)传感器布局形式.利用Ansys有限元分析方法,开展了基于仿真结果的相关反演方法验证.在此基础上,构建了基于光纤传感器的梯形结构位移、应变分布监测与反演实验系统.研究表明,双端固支梯形结构的位移重构均方根误差(RMSE)为0.076,应变场重构平均相对误差为6.59％.本文所提方法突破了iFEM因形函数阶次低而无法直接求解结构应变场的难题,能够为舰船梯形结构健康监测与舰载武器基座位姿精度提升提供技术支撑.

    逆有限元法梯形结构光纤Bragg光栅传感器位移应变场反演

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    使用牺牲层优化PDMS微流控芯片打孔工艺

    闫婷婷李慧孟晓帅魏春阳...
    118-121页
    查看更多>>摘要：聚二甲基硅氧烷(PDMS)在微流控芯片技术中有非常广泛的应用,PDMS弹性体打孔是芯片加工中重要的工作环节,打孔质量直接影响到样品的导入导出和产物收集等,而孔的质量受到芯片厚度和打孔器规格等因素的影响.一个标准的孔应当满足以下几个要素:尺寸可控;圆度好;无裂孔.研究发现:通过在打孔目标位置的上方或下方放置牺牲层,可使孔质量有所改善.本文对影响PDMS打孔质量的4个关键因素进行了系统性研究,通过正交实验获得了一系列PDMS孔图片,进而利用MATLAB程序对孔的图像进行后处理,分析了牺牲层对孔质量的影响,确定了最优打孔工艺参数.结果表明,打孔时紧贴芯片的上下表面放置厚度2 mm的软材质作为牺牲层可有效提高孔的质量.

    牺牲层正交实验参数优化微加工工艺

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    基于双金属和FP干涉结构的光纤温度传感器

    周英剑袁嫣红
    122-124页
    查看更多>>摘要：为了提高现有光纤温度传感器的灵敏度和测温范围,提出了一种基于双金属和法布里-珀罗(FP)干涉结构的传光型光纤温度传感器.以双金属片作为感温元件,利用部分反射镜和双金属片作为上、下表面,构成FP腔,采用调频激光干涉原理测量感温元件受热产生的FP腔腔长变化量,实现对温度的传感.实验结果表明:制成的光纤温度传感器的腔长变化量与温度呈较好的线性关系,线性度为99.96％,温度测量灵敏度达到了3885 nm/℃,重复性高.

    光纤温度传感器双金属片法布里-珀罗干涉腔

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