超高温LC温压集成传感器设计及其测量系统研究

来源 :中北大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:sanrenET
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
在超高温环境下,温度压力测量对于航天航空飞行器和发动机的参数健康监测有着重要意义,HTCC基LC温压集成传感器面向高温高压环境设计而成,本课题组前期设计的双LC温压集成传感器可以工作在1100℃,压力范围为70~120kPa。但温度与压力信号存在非线性问题,所以只能用查表法解算温度和压力;在高温下读取线圈被氧化,实验不可重复测量。传感器的后端测量系统依赖网络分析仪,阻碍传感器的工程应用。为了改善以上双LC温压集成传感器问题,本文设计了一种单LC温压集成传感器,利用丝网印刷的铂膜的热敏特性和电容器空腔受压形变的原理测量温度和压力,压力温度测到1200℃,压力测到250kPa。电感器和电容器在HTCC基底的两端,测试时电感器放置在常温区,电容器放置在高温区。这样既保护了读取线圈又减小了高温引起的读取线圈电阻和电感器寄生电容的变化对传感器信号的干扰。实验结果显示:传感器信号的线性度明显提高了。在一定范围内,幅值与温度呈现线性关系,幅值与压力也呈现线性关系,谐振频率与压力呈现线性关系,谐振频率也与温度呈现线性关系。温度压力的解耦算法为:通过平面拟合得出幅值和谐振频率关于温度和压力的二元一次方程,然后经过数学变换,解算出温度和压力关于谐振频率和幅值的二元一次方程。把Z轴作为压力,拟合出压力关于温度和谐振频率的方程,这就需要设计一个温度传感器解算压力信号,设计了一种电阻栅式的LC温度传感器,谐振频率和幅值与温度均呈现线性关系。为了使传感器测量系统体积减小,替代昂贵而笨重的矢量网络分析仪,设计了LC传感器的测量系统,简化为单端口网络,选用扫频源AD9910和主控芯片STM32F103和检幅检相器AD8302集成为一个电路板,设计LabVIEW上位机通过USB口发送扫频命令和实时显示接收到的数据图像,程序具有保存数据功能。测量系统使用OSL校准算法并在上位机中编写完成,目前校准只针对单一传感器。测量系统测试LC温度传感器比对矢量网络分析仪测量的数据,结果显示:谐振频率最大相对误差为0.61%,各温度点测量的S11幅值平均绝对误差为2.85dB,测量系统存在有一个系统误差。
其他文献
准中4区块头屯河组油气藏类型主要以岩性圈闭油气藏为主,因此砂体的分布成为了重要的控藏因素。通过本文的研究,最终确定了曲流河河道,三角洲分流河道和滨浅湖滩坝是工区头屯
经历了漫长且复杂的地质年代,自然界中的岩体在复杂的物理化学等变化下形成了具有一定形态、成分各异的地质体,在这些地质体中发育形成了许多不连续面。在地壳上部,最常见的
为探讨沙旱生植物的形态及组织结构对地域分异的响应,研究植物形态、结构的地域分异规律,本研究以呼伦贝尔沙地、科尔沁沙地、浑善达克沙地及毛乌素沙地的羊柴(Hedysarum laeve)、小叶锦鸡儿(Caragana microphylla)、小果白刺(Nitraria sibirica)为研究对象,采用野外测量、石蜡切片技术及叶片解离技术,观察、分析三种植物茎、叶形态及组织结构的地域分异特征,并就其
腿式移动机器人是通过足端支撑点的交替变化实现移动功能的。这样的移动方式使得腿式移动机器人能够很好地适应崎岖地形,并能够攀越一定高度的障碍物。其中四足移动机器人有比双足移动机器人更强的承载能力、更好的平稳性,有比六足等多足移动机器人更大的腿部移动空间、更小的机构冗余性和复杂度。因此,四足移动机器人一直是国际上移动机器人领域的研究热点之一。本文设计了一种基于并联机构的四足移动机器人。四个结构相同的机械
党的十八届五中全会提出把“共享”作为五大发展理念之一,是对经济社会发展理念的创新,也是新形势下推动社会经济发展的基本遵循和重要指南。发展理念是发展实践的理论导向,有什么样的发展理念就有什么样的发展道路、发展范式。共享发展理念与高校思想政治教育结合,既是共享发展理念落实、落细的重要举措,又是实现高校思想政治教育创新的必然要求。因此,我们要正确挖掘并善用共享发展理念,使之与高校思想政治教育紧密结合,开
竞赛图作为有向图中特殊的一类图,自然成为研究与有向图相关问题的重要对象之一.随着局部半完全有向图的概念和全面分类的提出(特别地,无2-圈的局部半完全有向图是局部竞赛图),作为竞赛图的推广图,局部竞赛图成为继竞赛图之后的重点研究对象之一.在竞赛图中已经解决的问题,研究者往往会在局部竞赛图中继续探究.圈和二次邻域问题一直是图论学者们研究的重点,本文将在局部竞赛图中继续研究竞赛图中已经被解决的一些关于圈
目的:本实验以油酸(OA)胶束与鸡蛋清溶菌酶(HEWL)为模拟分子,解析淀粉样蛋白的聚集机制,并比较不同浓度OA胶束以及OAHEWL聚合体对SH-SY5Y细胞和神经干细胞(NSCs)的生物学效应,初步探讨OA胶束对淀粉样蛋白斑块形成的影响,进一步提高对阿尔兹海默症(AD)病理机制的认识。方法:为了保持OA胶束构象,所有样品都在800 rpm、pH 2.3和57℃条件下持续摇动;实验运用原子力显微镜
纤维素作为可再生的生物质能源,热解生成的小分子化合物可用性较强。近几年以来,纤维素热解和脱水反应机理成为理论研究的热点之一。本论文中,我们主要围绕纤维素的老化脱水
近年来,全球机器人行业发展迅速,机器人市场稳步扩展,机器人种类呈现多元化。然而,各大机器人厂商在技术层面存在较大差异,应用的机器人性能测试装置也参差不齐。因此,对机器人性能测试装置进行研究和分析,对机器人行业的发展有着重要意义。本课题基于测试系统的工作原理,从多自由度、位置解分析便捷和工作范围大的角度出发,对并联机构的支链特性和组合方式、主流的测试方法和测试工具特点进行分析,构型出一种新型3SPR
表面等离子体共振(SPR)是一种利用光学倏逝波与金属表面等离子体波(SPW)达到共振,来确定金属层与介质层(分析物)界面的折射率变化的光学现象。由于SPR传感器对环境折射率的变化十分敏感,具有响应速度快、抗电磁干扰能力强、集成性好、体积小等特点,在环境水质监察、疾病防控等方面被广泛应用。光纤型SPR传感器系统其独特的优势在于能够改变光纤探针的几何形状,并且具有制备成本低、可远程检测、可重复使用及回