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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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    多臂协同复合机器人的改进PID柔顺控制系统设计

    昝晓磊高强严鹏飞蒋方宇...
    83-86页
    查看更多>>摘要：针对多臂协同复合机器人在焦炉顶炉口执行多臂协同测温作业时的稳定性,本文设计一种基于改进粒子群优化(IPSO)算法的PID柔顺控制系统.对于焦炉顶炉口测温,首先设计了多臂协同复合机器人来实现移动过程中的焦炉顶炉口测温作业;其次搭建机械腿与PID控制模型;并运用于PID控制器参数整定,与Z-N法进行比较,改进粒子群的PID柔顺控制模型调节时间缩短26 s,超调量更小;最后,通过Simulink与Adams联合仿真得到复合机器人的各运动参数曲线.结果显示,多臂协同复合机器人在前进2000 mm过程中,机身只有0.45 mm的偏移,整体运动速度最大可达100 mm/s,膝关节最大关节角速度稳定在48(°)/s和54(°)/s,在机器人稳定运行范围内.结果表明多臂协同复合机器人稳定运动,能够很好地实现焦炉顶炉口测温作业.

    多臂协同改进粒子群优化算法PID控制

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    CuO/MXene的制备及NO2的气敏性能

    郑雅伟李文婷周传刚
    87-90页
    查看更多>>摘要：为了提升氧化铜(CuO)基气体传感器的传感性能,成功地采用水热法合成了CuO纳米材料并使用乙醇分散制样法合成了CuO/MXene复合纳米材料.通过实验分析和测试了其在不同温度下对低浓度NO2的响应.结果表明,在掺杂MXene之后,传感器的性能得到了提升,且该传感器的最佳工作温度为110℃.在110℃下对低浓度的NO2响应迅速,其响应时间为10 s.经过测试发现该传感器具有优异的稳定性和特异性.

    二氧化氮CuO/MXene复合材料水热法气体传感器

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    基于数字孪生的六足机器人高性能交互系统设计

    孙江龙马丛俊郑秀娟郭斌...
    91-94,99页
    查看更多>>摘要：针对当前多足机器人在封闭且复杂的环境下作业时存在的遥操作实时监控困难、人机交互(HCI)友好性差等问题,提出基于数字孪生的高性能HCI系统.首先,着重对六足机器人在狭窄环境中运动的步态进行了研究;其次,使用CoppeliaSim构建多维多时空尺度的虚拟模型;最后,通过C++/Qt开发服务层软件来实现数据的双向实时映射和驱动,达到虚实同步的效果,提升交互的性能.实验结果表明:该系统可以显著提升机器人的控制效率和HCI友好性,为狭窄环境机器人的HCI设计提供了坚实基础.

    六足机器人人机交互数字孪生CoppeliaSim

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    尿路感染病原体即时检测微流控系统研制

    张虹张持健潘井宇洪承刚...
    95-99页
    查看更多>>摘要：为了实现现场快速诊断,研制了一种基于离心微流控技术的尿路感染病原体即时检测(POCT)系统.该系统由离心检测芯片、选通阀进样芯片和POCT装置组成.利用比色反应的原理,可在60 min内直接用肉眼观察到检测结果.实验定量结果表明,该系统对一定浓度范围内大肠杆菌富集效率为99.8％,检测限为105 CFU/mL.最后,通过对大肠杆菌浓度梯度为105～108 CFU/mL的4组模拟样品进行检测,记录下4组浓度对应的检测结果.将结果制成标准比色卡,便于进一步对检测结果进行分析.该系统成本低、易操作、检测快,具有一定的应用价值.

    尿路感染病原体富集离心微流控即时检测

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    大量程柔性磁致伸缩位移传感器的输出特性

    刘亚南李明明李海毅翁玲...
    100-103页
    查看更多>>摘要：利用磁机耦合方程建立大量程柔性磁致伸缩位移传感器输出电压模型,理论计算输出电压.搭建实验平台,测试波导丝在偏置磁场和激励电流为5～35 kA/m和0.5～3.5 A范围内的输出电压,对比理论值与测量值,确定使波导丝输出电压最优的激励电流和偏置磁场,并对比Fe46.5 Ni48.5 Cr2 Ti2.5 Al0.5不同伸长状态下的输出特性.实验结果表明:最优偏置磁场和激励电流为:(Fe83Ga17)99.4 B0.6为15 kA/m和1.5 A;Fe82Ga13.5Al4.5为20 kA/m和1.5 A;Fe46.5Ni48.5Cr2Ti2.5Al0.5为10 kA/m和2 A.Fe46.5Ni48.5Cr2Ti2.5Al0.5波导丝信号衰减程度小,不同伸长状态下的输出电压具有一致性.本文的研究可为设计与开发大量程柔性磁致伸缩位移传感器提供理论依据与指导.

    大量程磁致伸缩位移传感器应力波

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    基于磁控溅射技术的微结构柔性压力传感器

    孙士斌钱磊王培力秦治伟...
    104-107页
    查看更多>>摘要：目前,探索制备流程简单、成本较低且性能优异的可穿戴应变传感器仍然是一个巨大的挑战.本文提出了使用模具成型法制备具有微观结构的传感器基底,并结合磁控溅射技术构造导电薄膜,制备出一种新型的柔性压力传感器.实验结果表明:这种方法有利于基底与导电材料的结合,使传感器具有更大的形变潜力.提高了传感器的灵敏度(0～500 Pa的灵敏度为2.37 kPa-1),且具有迅速的响应恢复时间(约250 ms)、良好的耐久性(1000次循环试验)以及极低的最小响应限度(约1.5 Pa).同时,该传感器能够用于进行人体状态监测,能检测出心跳、脉搏等微弱的生理信号,证明了该柔性压力传感器在智能可穿戴设备方面具有良好的应用前景.

    柔性压力传感器磁控溅射微结构人体状态监测

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    纳米晶合金棒状电感制备及宽频恒电感特性分析

    丁景楠周家林甘章华朱昭峰...
    108-111页
    查看更多>>摘要：为了研制高性能的微型棒状电感,采用铁(Fe)基非晶薄带经固化、线切割、分段退火等工艺制备了纳米晶合金棒状磁芯,并以此为基础制备成纳米晶合金棒状电感.利用IM3570型电感测量仪对所制备的棒状电感进行了性能测试分析,修正了有芯棒状电感的电感量计算模型.结果表明:在0.112～3 MHz频率范围内,制备的纳米晶棒状微电感的电感量为7.72～9.93μH,品质因子值为3.33～5.14;在300 kHz频率时,能够有效分辨电路板孔内壁涂层.

    纳米晶合金微型棒状电感宽频恒电感电感量品质因子

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    微型飞行器扑翼表面集成变形折纸天线

    王蒙军孔丹丹吴迪王怡丹...
    112-115页
    查看更多>>摘要：多数微型飞行器(MAV)集成的天线为固定结构,仅具有单一工作频段,为了扩大微型飞行器集成天线的工作频段覆盖范围,采用柔性介质基板设计具有频率可变特性和双频特性的扑翼表面集成折纸天线.折纸天线二维平面结构的谐振频率为915 MHz和2.49 GHz;集成至扑翼表面的三维立体结构的谐振频率分别变为990,950 MHz和1.83 GHz,940 MHz和1.76 GHz.采用聚酰亚胺(PI)基底加工的天线测试结果表明,天线工作频段覆盖2G、4G与5G通信系统多个频段,实现了频率可变特性.

    折纸天线频率可变扑翼天线多频天线

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    应用于葡萄糖溶液检测的人工电磁超表面结构设计

    于兵肖锋柳鑫程海波...
    116-118,122页
    查看更多>>摘要：提出了一种用于葡萄糖浓度检测的电磁近场聚焦人工超表面结构.经人工超表面反射的电磁波近场聚焦位置对介电常数具有高敏感性,据此能够对不同浓度的葡萄糖溶液进行检测.该结构尺寸为400 mm×400 mm×1 mm,由20×20个具有不同电磁波反射相位差的异构人工超表面单元组成.为验证设计的可行性,对不同浓度值的葡萄糖溶液进行了实验测试,结果表明:葡萄糖浓度值的改变将导致溶液相对介电常数的改变,进而对聚焦位置产生显著的影响,溶液相对介电常数变化的检测灵敏度为0.027％.

    人工超表面近场聚焦葡萄糖溶液浓度检测相位补偿

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    非侵入式电压测量双平板电容传感器设计

    许守东张文斌吴远密惠世贤...
    119-122页
    查看更多>>摘要：传统的单电极电容探头测量误差较大、测量精度易受温度、湿度等环境因素的影响,而非侵入式电压测量传感器可用于检测输电线和电力设备中的电压,且无需与带电导体或设备直接接触.因此,本文提出了一种基于电容耦合的双电容非接触式电压测量方法.设计并制造了测量系统.在实验室设施中进行了测试.实验结果表明:所研制的传感器具有良好的精度和线性度.其在工频下的比值误差在±1.7％以内.此外,它还具有成本低、小型化、外形灵活、分压比易于调整等优点.

    非接触式电压测量双电容电场耦合

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