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海洋温盐深高精度测量集成微纳传感器制备及测试
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作者 王振宇 管轶华 +3 位作者 尹加文 车啸婷 郜晚蕾 金庆辉 《中国科学：信息科学》 CSCD 北大核心 2022年第3期553-566,共14页
海洋传感器技术在海洋军事作战领域发挥着重要的作用,随着人类探索海洋的未知领域,海洋传感器技术逐渐发展,但现阶段发展不完全,主要依赖进口,国产化率低.海水的温度、盐度、深度(温盐深)是海洋环境测量的基本参数,目前国内温盐深三参... 海洋传感器技术在海洋军事作战领域发挥着重要的作用,随着人类探索海洋的未知领域,海洋传感器技术逐渐发展,但现阶段发展不完全,主要依赖进口,国产化率低.海水的温度、盐度、深度(温盐深)是海洋环境测量的基本参数,目前国内温盐深三参数传感器体积大、设备复杂、集成度低,难以满足实时在线检测的需求.本文基于微机电系统(MEMS)技术,制备了一批用于海洋温度、电导率和压力检测的温盐深集成微纳传感器,其中温度测量采用PT8000铂电阻传感器,盐度测量采用四电极法电导率传感器,深度测量采用压阻式压力传感器,通过离子注入工艺控制掺杂浓度形成压力敏感电阻,硅片下表面经过湿法腐蚀工艺形成压力形变所需的空间,最后键合硅片和玻璃制备出压力传感器,三参数传感器的制备工艺全兼容,具有较高的批量一致性.对于压力传感器,利用COMSOL仿真软件确定合适的传感器参数,得到0∼10 MPa下的宽范围量程,以满足1000 m水深检测的需求.利用嵌入式系统原理开发了针对制备的温盐深传感器的采样和读出电路,其中温度传感器的电阻为8231±100Ω,灵敏度为32.101Ω/℃,测量准确度达到±0.01℃;电导率传感器的电导池参数为2.594 cm^(−1),测量准确度为±0.05 mS/cm,与温度传感器联合测量消除了温度对电导率的影响;压力传感器的压敏区域构成了惠斯通(Wheatstone)电桥模型,消除了温度对压敏电阻的影响,采用矩形形变膜片,提高了压力线性度,传感器的测量准确度达到0.01 MPa,非线性误差为0.366%,重复性误差为0.376%,迟滞性误差为0.188%.结果表明,本文制备的温盐深传感器精度高、尺寸小、集成度高、可批量制造,适用于海洋温盐深参数精确定点测量的需求. 展开更多
关键词 海洋传感器 温盐深 微纳集成制造 高精度测量
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基于LabVIEW水下温盐深数据采集程序一体化设计 被引量：2
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作者 陈祥子 贠子平 《海洋技术学报》 2023年第2期62-68,共7页
温盐深数据在海洋观测、海洋资源开发、国防军事领域都发挥着重要作用,为研究海洋过程、开发海洋资源、保护海洋生态等重要领域提供基础水质数据。为实现温盐深传感器中各类数据的实时采集、实时显示和数据储存等功能,本文基于LabVIEW(L... 温盐深数据在海洋观测、海洋资源开发、国防军事领域都发挥着重要作用,为研究海洋过程、开发海洋资源、保护海洋生态等重要领域提供基础水质数据。为实现温盐深传感器中各类数据的实时采集、实时显示和数据储存等功能,本文基于LabVIEW(Laboratory Virtual Instrument Engineering)软件,USB数据采集卡、温度传感器、压力传感器、电导率传感器、计算机等硬件,通过设计采集程序,实现各类传感器与计算机的通信交互,最终完成基于LabVIEW水下温盐深数据采集程序一体化设计。经过多次测试验证,该程序具有性能稳定、通用性强等特点,同时在测量精度方面,温度和深度数据与实际测量数据基本一致,盐度数据平均误差为2.33%,基本满足设备要求,为水下温盐深数据采集提供新的思路。 展开更多
关键词 海洋观测 LabVIEW程序设计 温盐深传感器 数据采集
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