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双阵列式电容传感器特性研究 被引量：9
1
作者 杨道业 徐锌锋 李鹏 《传感技术学报》 CAS CSCD 北大核心 2014年第10期1336-1342,共7页
针对电容层析成像技术的局限性,提出了新型双阵列电容传感器。利用传感器相邻极板灵敏度不均匀的特点,通过测量相邻极板电容以获得传感器内部局部浓度,重建管道内部传感器截面的相浓度分布。建立有限元模型,对不同电极数的电容传感器结... 针对电容层析成像技术的局限性,提出了新型双阵列电容传感器。利用传感器相邻极板灵敏度不均匀的特点,通过测量相邻极板电容以获得传感器内部局部浓度,重建管道内部传感器截面的相浓度分布。建立有限元模型,对不同电极数的电容传感器结构进行分析,研究了管道介电常数、电极覆盖率等传感器参数对灵敏场不均匀度的影响,得出优化的传感器参数。实验结果显示,该方法可以有效获取传感器截面局部浓度。 展开更多
关键词 电容传感器 双阵列 灵敏场 均匀性误差 电容层析成像
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基于MEMS的电容式传感器信号调理电路设计 被引量：7
2
作者 官泳华 《电子器件》 CAS 北大核心 2016年第3期551-557,共7页
为了提高MEMS(Micro-electro-mechanical Systems)微机电系统电容式传感器测量低电容的灵敏度,提出了一种MEMS电容式传感器调理电路,并采用绝缘硅片(SOI)MEMS电容式加速度传感器组成了完整的电容测量系统。该信号调理电路采用了一组片... 为了提高MEMS(Micro-electro-mechanical Systems)微机电系统电容式传感器测量低电容的灵敏度,提出了一种MEMS电容式传感器调理电路,并采用绝缘硅片(SOI)MEMS电容式加速度传感器组成了完整的电容测量系统。该信号调理电路采用了一组片上电容阵列用以抵消电容结构的失配。并且采用可调的方形波发生器来调谐系统的灵敏性,以此弥补电子装置制成后产生的变化。电路采用0.18-mm CMOS技术设计并制成,测量结果显示,提出的测量系统能够准确测量到MEMS传感器的电容变化以及加速度,证明了信号调理电路的正确性和精确性。 展开更多
关键词 电容测量 微机电系统 信号调理电路 电容阵列
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基于恒流二极管的小功率LED驱动电路设计 被引量：4
3
作者 尹杰 邱云峰 +1 位作者 刘桥 王义 《井冈山大学学报（自然科学版）》 2010年第5期79-82,共4页
提出一种基于恒流二极管的电容降压式小功率LED驱动电路设计方案,由交流市电供电,输出低压恒流,只需调整电路中部分元件参数即可恒流驱动不同功率LED灯组。这种设计方案在传统电容降压驱动电路基础上引入了恒流二极管,保证了驱动源低压... 提出一种基于恒流二极管的电容降压式小功率LED驱动电路设计方案,由交流市电供电,输出低压恒流,只需调整电路中部分元件参数即可恒流驱动不同功率LED灯组。这种设计方案在传统电容降压驱动电路基础上引入了恒流二极管,保证了驱动源低压恒流输出。负载小功率LED采用交叉阵列方式连接,降低了灭灯率。 展开更多
关键词 电路与系统 白光LED 驱动电路 恒流二极管 电容降压 LED阵列
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柔性触觉传感器的研制 被引量：2
4
作者 张国立 侯振德 +1 位作者 屈川 富东慧 《实验力学》 CSCD 北大核心 2019年第2期231-239,共9页
本文研制了一种柔性电容式触觉传感器,用来实现对法向力与切向力的测量。该传感器采用超弹性柔性电极,与传统金属电极相比具有更高的灵敏度与柔韧性。传感器采取了上下两层的四电容结构,从而对三个方向的力有不同的灵敏度,并通过对外力... 本文研制了一种柔性电容式触觉传感器,用来实现对法向力与切向力的测量。该传感器采用超弹性柔性电极,与传统金属电极相比具有更高的灵敏度与柔韧性。传感器采取了上下两层的四电容结构,从而对三个方向的力有不同的灵敏度,并通过对外力作用所引起的四个电容值变化进行组合运算实现对外力的检测。通过一系列实验测试了传感器的输出特性,实验结果表明传感器可以实现对法向力与切向力的测量。其中,x,y,z三个方向力的灵敏度分别可以达到2.356pf/N、2.122pf/N和0.243pf/N。此外,通过对传感器的拉伸测试表明,所研制的柔性电极传感器可以承受大于25%的拉伸率而不被损坏,而普通金属电极传感器则最大只能承受3.13%的拉伸率。 展开更多
关键词 柔性触觉传感器 超弹性材料 电容 法向力 切向力 传感器阵列
原文传递
高精度SAR ADC电容阵列设计及校准算法
5
作者 金鹏展 丁晟 +2 位作者 黄玮 朱樟明 居水荣 《半导体技术》 CAS 北大核心 2023年第11期1020-1029,共10页
在高精度逐次逼近寄存器模数转换器(SAR ADC)中,电容阵列是SAR ADC的核心之一。电容阵列中的电容失配问题是导致转换精度降低的一个重要原因。为了尽可能改善这一问题,设计了一种6+6+6分段电容阵列,并且基于这种阵列设计了权重迭代算法... 在高精度逐次逼近寄存器模数转换器(SAR ADC)中,电容阵列是SAR ADC的核心之一。电容阵列中的电容失配问题是导致转换精度降低的一个重要原因。为了尽可能改善这一问题,设计了一种6+6+6分段电容阵列,并且基于这种阵列设计了权重迭代算法的前台数字校准。该方法不需要额外的电容阵列,利用自身的电容阵列与比较器量化出电容失配,计算出每一位输出码的权重校准系数,用来对正常量化出的输出码进行编码,实现校准功能。仿真结果表明,引入电容失配的18 bit SAR ADC经过该算法校准后,信噪比(SNR)从77.6 dB提升到107.6 dB,无杂散动态范围(SFDR)从89.8 dB提升到125.6 dB,有效位数(ENOB)从12.54 bit提升到17.54 bit。在SMIC 0.18μm工艺下,该校准算法对高精度SAR ADC的动态性能具有较大提升。 展开更多
关键词 逐次逼近寄存器模数转换器(SAR ADC) 电容失配 电容阵列 校准 有效位数(ENOB) 信噪比(SNR)
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基于ADS的数字调谐跳频滤波器设计方法 被引量：1
6
作者 杨桃均 吕翼 +1 位作者 唐盘良 魏强 《压电与声光》 CSCD 北大核心 2014年第3期343-345,共3页
介绍了基于ADS的数字调谐跳频滤波器仿真设计方法。根据集总元件耦合谐振器滤波器理论计算出滤波器仿真参数,应用ADS对包括微带线、PIN二极管等参数模型的滤波器电路模拟仿真,解决数字调谐跳频滤波器电容阵列的取值问题。结合ADS仿真数... 介绍了基于ADS的数字调谐跳频滤波器仿真设计方法。根据集总元件耦合谐振器滤波器理论计算出滤波器仿真参数,应用ADS对包括微带线、PIN二极管等参数模型的滤波器电路模拟仿真,解决数字调谐跳频滤波器电容阵列的取值问题。结合ADS仿真数据和实物测试结果,验证了该方法的有效性。 展开更多
关键词 数字调谐 跳频 滤波器 ADS仿真 电容阵列
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电容层析成像中电容阵列检测电路设计
7
作者 钟明光 黄自平 《核电子学与探测技术》 CAS 北大核心 2021年第3期495-498,共4页
电容层析成像技术被广泛研究并应用于核电、化工等行业的物质成分及流动特性检测。本课题基于电容层析成像技术,在对比研究电压-电容转换电路、集成芯片电容检测电路的基础上,设计了一种基于FPGA技术的数字化电容阵列检测电路,并通过测... 电容层析成像技术被广泛研究并应用于核电、化工等行业的物质成分及流动特性检测。本课题基于电容层析成像技术,在对比研究电压-电容转换电路、集成芯片电容检测电路的基础上,设计了一种基于FPGA技术的数字化电容阵列检测电路,并通过测试验证表明:该电路具有高灵敏.快响应及高稳定性的特点,能够应用于电容层析成像电容检测技术中。 展开更多
关键词 电容层析成像 电容阵列 FPGA技术
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CoO@CuO电极材料制备及超级电容性能研究
8
作者 吴童 古庆玉 +2 位作者 王培鉴 刘忠品 孙海滨 《硅酸盐通报》 CAS 北大核心 2021年第1期317-322,共6页
超级电容器因具有功率密度高、充放电速率快、循环使用寿命长等优点而备受关注。CoO是一种优良的超级电容电极材料,理论比容量可以达到4292F·g^(-1),但其电导率较低,而且充放电过程中会产生体积膨胀,导致其实际比容量低于理论比容... 超级电容器因具有功率密度高、充放电速率快、循环使用寿命长等优点而备受关注。CoO是一种优良的超级电容电极材料,理论比容量可以达到4292F·g^(-1),但其电导率较低,而且充放电过程中会产生体积膨胀,导致其实际比容量低于理论比容量。为此,本文首先采用热氧化法在泡沫铜导电集流体上生长CuO纳米线阵列,然后采用化学浴沉积法在CuO纳米线表面沉积CoO层级结构,制备核壳结构CoO@CuO电极材料。该电极材料在电流密度为2mA·cm^(-2)时的比容量可达到1.0430 F·cm^(-2)(117.1453 F·g^(-1)),并表现出了良好的电容保持率。 展开更多
关键词 电容性能 氧化铜 氧化钴 纳米线阵列 超级电容器 电极材料 核壳结构
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新型ECT数据采集系统设计与实现 被引量：26
9
作者 陈德运 高明 +2 位作者 李伟 王莉莉 王飞虎 《电机与控制学报》 EI CSCD 北大核心 2013年第5期87-92,共6页
针对电容层析成像数据采集系统数据采集实时性问题,在详细分析ECT数据采集系统工作原理的基础上,提出一种基于现场可编程门阵列(FPGA)的新型数据采集系统。该系统以FPGA作为核心控制单元,通过控制交流激励电压信号产生,调整ECT电容传感... 针对电容层析成像数据采集系统数据采集实时性问题,在详细分析ECT数据采集系统工作原理的基础上,提出一种基于现场可编程门阵列(FPGA)的新型数据采集系统。该系统以FPGA作为核心控制单元,通过控制交流激励电压信号产生,调整ECT电容传感器各电极状态,在FPGA内部对采集信号进行数字解调,以达到实时数据采集的目的。仿真实验结果表明:新型ECT数据采集系统计算精确度得到提高,数据采集速度快于传统ECT数据采集系统,系统稳定时间缩短,为ECT系统实时数据采集提供一种新方法。 展开更多
关键词 电容层析成像 实时数据采集 现场可编程门阵列 信号处理 数字解调
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电容阵列仪测井资料流动成像算法研究 被引量：16
10
作者 戴家才 郭海敏 +3 位作者 刘恒 杨争发 秦民君 路利军 《测井技术》 CAS CSCD 北大核心 2010年第1期27-30,共4页
电容阵列仪采用多个探头测量井筒内不同方位的持水率,对其测井资料进行成像处理可直观了解井筒内的油水分布。基于电容阵列仪的测量原理和井眼环境,提出了相容性径向基函数成像处理算法。该算法充分考虑了由井斜所造成的重力对油水的分... 电容阵列仪采用多个探头测量井筒内不同方位的持水率,对其测井资料进行成像处理可直观了解井筒内的油水分布。基于电容阵列仪的测量原理和井眼环境,提出了相容性径向基函数成像处理算法。该算法充分考虑了由井斜所造成的重力对油水的分异作用,并在横向和纵向上分别设置了不同系数表现该插值算法对井斜的适应性。实验数据成像处理结果表明,该算法实现了对电容阵列仪响应信息较全面的挖掘,能较直观显示流量、含水和井斜对油水介质分布的影响。 展开更多
关键词 生产测井 电容阵列仪 流动成像 高斯径向基函数 计算方法
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平面阵列电容传感器优化 被引量：15
11
作者 马敏 邓晨肖 吴轲 《传感器与微系统》 CSCD 2020年第3期25-29,共5页
非金属复合材料内部出现损伤会有不同的介电特性,可以采用平面式阵列电容传感器实现损伤可视化检测。针对平面式的44电极阵列结构,研究屏蔽层和传感器相关参数对数据测量和成像效果的影响。仿真与实验结果表明:传感器极板的最佳间距为3 ... 非金属复合材料内部出现损伤会有不同的介电特性,可以采用平面式阵列电容传感器实现损伤可视化检测。针对平面式的44电极阵列结构,研究屏蔽层和传感器相关参数对数据测量和成像效果的影响。仿真与实验结果表明:传感器极板的最佳间距为3 mm,加入边缘屏蔽和极间屏蔽后可以改善传感器的性能;并且随着极间屏蔽宽度的增加,灵敏度的均匀性和测量灵敏度都会大幅提高,电容测量的动态范围有所减小,以此可以提高平面阵列电容传感器的检测能力。 展开更多
关键词 电容层析成像 平面电容阵列 传感器优化 边缘效应 缺陷检测
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电容层析成像系统三维电场分析及阵列电极优化 被引量：8
12
作者 张雪辉 王化祥 问雪宁 《天津大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2007年第9期1041-1047,共7页
通过电磁场有限元软件ANSYS仿真,构建电容层析成像(ECT)系统敏感阵列电极三维模型,分析ECT敏感场的"软场"效应,推导计算灵敏度矩阵,并分析敏感阵列电极结构参数对ECT电场灵敏度的影响,进而优化阵列电极结构.实验结果表明,利... 通过电磁场有限元软件ANSYS仿真,构建电容层析成像(ECT)系统敏感阵列电极三维模型,分析ECT敏感场的"软场"效应,推导计算灵敏度矩阵,并分析敏感阵列电极结构参数对ECT电场灵敏度的影响,进而优化阵列电极结构.实验结果表明,利用优化的阵列电极可获得较均匀的敏感场分布及较高的检测灵敏度,并重构出较满意的图像. 展开更多
关键词 电容层析成像 阵列电极 '软场'效应 ANSYS 三维电场仿真
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油/气两相流高速电容层析成像可视化系统 被引量：11
13
作者 王化祥 唐磊 崔自强 《中国电机工程学报》 EI CSCD 北大核心 2009年第5期61-65,共5页
利用电容层析成像(electrical capacitance tomography,ECT)技术,设计了一套应用于油/气两相流检测的高速实时可视化系统。系统硬件采用基于现场可编程门阵列(fieldprogrammable gate array,FPGA)的全数字化数据采集及处理模块和USB通... 利用电容层析成像(electrical capacitance tomography,ECT)技术,设计了一套应用于油/气两相流检测的高速实时可视化系统。系统硬件采用基于现场可编程门阵列(fieldprogrammable gate array,FPGA)的全数字化数据采集及处理模块和USB通讯接口,可实现高速数据采集及传输;同时采用基于总变差正则化的图像重建算法重构被测介电分布,该算法具有较好的成像分辨能力和边缘保持性。实验表明,该系统重构图像具有较高分辨率和实时性,同时系统软件功能丰富、界面友好,可以满足实际应用对两相流可视化的要求。 展开更多
关键词 电容层析成像 两相流 可视化测量 现场可编程门阵列 图像重建
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应用于液体安全性检测的电容层析传感器设计 被引量：11
14
作者 李楠 黄川 郭宝龙 《西安电子科技大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2010年第1期125-129,157,共6页
提出了一种以非接触的方式探测可燃、易爆物质的传感器设计方案.根据测量传感器电极间有无物质时的电容值差确定物质电介质常数,设计了用以实现这种测量的传感器的结构、尺寸以及电极分布.分析和比较了传感器特性,并用计算机软件模拟了... 提出了一种以非接触的方式探测可燃、易爆物质的传感器设计方案.根据测量传感器电极间有无物质时的电容值差确定物质电介质常数,设计了用以实现这种测量的传感器的结构、尺寸以及电极分布.分析和比较了传感器特性,并用计算机软件模拟了两种不同的传感器性能.采用阻抗分析仪测得多组数据进行分析、比对.实验结果表明电容层析电容的断层扫描传感器测量液体特性分辨率和灵敏度比平面板电容整列传感器高,为今后的密闭容器液体成像后的图像重组奠定了基础. 展开更多
关键词 电容层析传感器 阻抗分析 液体电容值 平面板电容阵列
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平面式电容传感器阵列激励模式研究 被引量：12
15
作者 王挺 范文茹 +1 位作者 郝魁红 王化祥 《传感器与微系统》 CSCD 北大核心 2012年第9期71-74,共4页
由于非金属复合材料及其内部不同损伤具有不同介电特性,采用平面式电容传感器阵列可实现无损可视化检测。针对平面式阵列电极结构,研究不同激励模式对复合材料内部缺陷检测效果影响。提出单激励、双激励和奇偶激励3种激励模式,对比分析... 由于非金属复合材料及其内部不同损伤具有不同介电特性,采用平面式电容传感器阵列可实现无损可视化检测。针对平面式阵列电极结构,研究不同激励模式对复合材料内部缺陷检测效果影响。提出单激励、双激励和奇偶激励3种激励模式,对比分析各种激励模式下传感器信号强度、探测深度等性能差异。结果表明:奇偶激励模式在信号测量和成像质量方面都优于前2种模式。同时也验证了基于电容敏感机理的平面电容传感器阵列对复合材料内部缺陷检测的可行性和有效性。 展开更多
关键词 电容层析成像 平面式电容传感器阵列 激励测量模式 无损检测 边缘效应
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平面式电容传感器阵列测量复合材料技术研究 被引量：11
16
作者 郝魁红 范文茹 +1 位作者 马敏 李斌 《传感器与微系统》 CSCD 北大核心 2014年第2期35-38,共4页
基于复合材料及其内部不同损伤具有不同介电特性,采用平面式电容传感器阵列实现可视化无损检测。论述了系统的构成和测量原理,分析了影响测量效果的因素,并设计了信号转换和采集处理电路。基于简单的激励测量模式和共轭梯度算法,对比分... 基于复合材料及其内部不同损伤具有不同介电特性,采用平面式电容传感器阵列实现可视化无损检测。论述了系统的构成和测量原理,分析了影响测量效果的因素,并设计了信号转换和采集处理电路。基于简单的激励测量模式和共轭梯度算法,对比分析了仿真与实验结果。实验结果验证了基于电容敏感机理的平面式电容传感器阵列对复合材料内部缺陷检测的可行性和有效性。 展开更多
关键词 平面式电容阵列传感器 复合材料 电容层析成像
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基于ANSYS的ECT阵列电极三维优化设计 被引量：9
17
作者 问雪宁 王化祥 胡理 《传感技术学报》 CAS CSCD 北大核心 2007年第7期1639-1643,共5页
本文通过电磁场有限元软件ANSYS分析,构建电容层析成像(ECT)系统敏感阵列电极三维模型.基于敏感场分布的均匀性、敏感阵列电极的灵敏度及被测电容变化范围等优化指标,进行空间敏感场阵列电极设计.实验表明,优化设计的敏感阵列电极可获... 本文通过电磁场有限元软件ANSYS分析,构建电容层析成像(ECT)系统敏感阵列电极三维模型.基于敏感场分布的均匀性、敏感阵列电极的灵敏度及被测电容变化范围等优化指标,进行空间敏感场阵列电极设计.实验表明,优化设计的敏感阵列电极可获得比较均匀的敏感场分布及检测灵敏度. 展开更多
关键词 电容层析成像 敏感阵列电极 AYSYS 三维仿真优化
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改进的共轭梯度算法的图像重建算法 被引量：10
18
作者 马敏 张彩霞 +1 位作者 姬晶晶 王化祥 《计量学报》 CSCD 北大核心 2013年第1期27-30,共4页
针对电容层析成像图像重建问题的病态性，在Tikhonov正则化的基础上，以正则化解决方案的规模和给定数据的质量为理论依据，引入一个数学变换，提出了一种新的正则化方法，该方法克服了常规正则化方法扰乱原系统的缺陷。同时，将ECT物... 针对电容层析成像图像重建问题的病态性，在Tikhonov正则化的基础上，以正则化解决方案的规模和给定数据的质量为理论依据，引入一个数学变换，提出了一种新的正则化方法，该方法克服了常规正则化方法扰乱原系统的缺陷。同时，将ECT物理模型进行规范化，并对共轭梯度算法进行改进。仿真实验表明，改进的共轭梯度算法的成像质量高于LBP算法、Tikhonov正则化算法和共轭梯度算法，并利用相关系数进行了验证。 展开更多
关键词 计量学 电容层析成像 敏感阵列电极 图像重建 共轭梯度算法 相关系数
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基于电容法的原油局部持水率检测方案 被引量：8
19
作者 方禹 余厚全 +3 位作者 唐桃波 汤天知 秦民君 刘国权 《测井技术》 CAS CSCD 2016年第3期307-310,共4页
针对阵列式电容法原油持水率检测提出平面交指式电容传感器结构,设计实现基于电容频率转换的一体化检测方案,开发了基于电源电流变化的信号检测电路。实验结果表明,该方案传感器体积小,电路连接线少,被测电容值经变频后抗干扰能力强,在... 针对阵列式电容法原油持水率检测提出平面交指式电容传感器结构,设计实现基于电容频率转换的一体化检测方案,开发了基于电源电流变化的信号检测电路。实验结果表明,该方案传感器体积小,电路连接线少,被测电容值经变频后抗干扰能力强,在低持水率段(≤50%)有良好的分辨率,对阵列式电容法原油持水率检测仪器研究具有参考价值。 展开更多
关键词 电容法 持水率 阵列化
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电容式微加速度计零偏的补偿方法 被引量：5
20
作者 刘民杰 董景新 《中国惯性技术学报》 EI CSCD 2008年第1期86-89,共4页
在电容式微加速度计系统中,零偏是一个普遍存在的问题。针对这个问题设计了一种采用二进制权重的微小电容阵列,引入了基于电荷的电容测量方法并对其进行了仿真验证,验证表明这种电容测量方法具有约0.01fF 的测量精度。采用该种电容测量... 在电容式微加速度计系统中,零偏是一个普遍存在的问题。针对这个问题设计了一种采用二进制权重的微小电容阵列,引入了基于电荷的电容测量方法并对其进行了仿真验证,验证表明这种电容测量方法具有约0.01fF 的测量精度。采用该种电容测量方法对微小电容阵列进行仿真,在线宽为 0.18 um 的一层多晶硅六层金属的 CMOS 工艺下,取得了 1.23% 的相对精度,表明这种方法是可行性。 展开更多
关键词 微小电容阵列 基于电荷的电容测量方法 补偿 仿真
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