一、基于聚酰亞胺的溫濕壓集成傳感器（論文文獻綜述）
黃宜明[1]（2021）在《基于聚酰亞胺薄膜的電容式濕度傳感器研究》文中研究指明濕度（Humidity）是一個重要的環(huán)境參數(shù),在人類日常生活、生產(chǎn)活動中扮演了重要的角色。目前使用最廣泛的高分子電容式濕度傳感器憑借其測試量程寬、線性度高、響應(yīng)時間短、長期穩(wěn)定性好等優(yōu)點受到了研發(fā)人員的廣泛關(guān)注。但是,隨著濕度傳感器應(yīng)用領(lǐng)域的擴展,人們對濕度傳感器的各項特性指標提出了更高的要求,基于常規(guī)聚酰亞胺（Polyimide,PI）感濕材料的電容式濕度傳感器因其高穩(wěn)定性和高線性度成為了主流,但其靈敏度較低、溫度系數(shù)大等問題限制了檢測精度的提高及其應(yīng)用范圍。因此,研究高精度電容式濕度傳感器的工作機理及其改進方案具有重要的理論和實踐價值。近年來,納米技術(shù)與傳感器技術(shù)的融合給濕度傳感器的性能優(yōu)化提供了新思路。本文基于叉指電容的濕度傳感器結(jié)構(gòu),采用高分子聚合物PI與納米二氧化鈦（Ti O2）的復合薄膜作為感濕材料,研制了一款高性能的電容式濕度傳感器,根據(jù)實際應(yīng)用需求,完成了仿真設(shè)計、制備表征、優(yōu)化測試和補償校準等工作。論文的主要內(nèi)容概括如下。1.對不同類型的濕度傳感器的工作機理進行了介紹,分析了當前濕度傳感器研究領(lǐng)域面臨的諸多挑戰(zhàn),描述了表征濕度傳感器性能的特征參數(shù),包括靜態(tài)參數(shù)和動態(tài)參數(shù)。2.基于叉指電容結(jié)構(gòu)的快速響應(yīng)優(yōu)勢,設(shè)計了一種玻璃襯底的鉑金屬叉指電容結(jié)構(gòu),確定了叉指電極的寬度、間距和指數(shù)等參數(shù)?；赑I與納米Ti O2的感濕機理,設(shè)計了PI以及3種不同摻雜濃度的PI/Ti O2感濕材料。使用COMSOL軟件完成了傳感器的建模,仿真了濕度傳感器在不同相對濕度下的輸出電容特性,此外,研究了電場線在感濕介質(zhì)中的穿透深度與傳感器靈敏度的定量關(guān)系,確定了優(yōu)化的感濕薄膜厚度為50μm。3.利用傅立葉變換紅外光譜儀（FT-IR）、掃描電子顯微鏡（SEM）、原子力顯微鏡（AFM）、接觸角測量儀和阻抗分析儀對制備的PI及PI/Ti O2感濕薄膜進行了表征測試,研究了復合薄膜中Ti O2含量與粗糙度、親水性、介電常數(shù)和損耗因數(shù)的關(guān)系。搭建了濕度傳感器電學參數(shù)測試平臺,對靈敏度、濕滯、響應(yīng)時間和穩(wěn)定性等特性參數(shù)進行了測試。結(jié)果表明,優(yōu)化設(shè)計（PI+5 wt.%Ti O2,50μm）的傳感器靈敏度為12.84 f F/%RH,比未優(yōu)化（純PI,50μm）的傳感器靈敏度（6.52 f F/%RH）提高了97%,濕滯為1.61%RH。4.完成了溫度補償設(shè)計和驗證,最大濕度誤差從溫度補償前的6.81%RH降低至0.82%RH。基于電容讀出芯片MS3110設(shè)計了電容式濕度傳感器的應(yīng)用模塊電路,實現(xiàn)了電容值到濕度值的在線補償輸出。綜上,本文設(shè)計的電容式濕度傳感器具有靈敏度相對較高、濕滯低等特點,另外還增加了在線溫度補償功能,不僅降低了濕度傳感器的輸出誤差,還為其他類型的電容式傳感器,如加速度傳感器、慣性傳感器等的應(yīng)用電路設(shè)計提供了有益的參考,具有良好的實用價值。
賈礫[2]（2021）在《柔性溫濕度傳感器的制備及特性研究》文中認為溫度與濕度是自然界中意義重大的兩個物理量,對它們的測量自然也是十分重要的。溫濕度傳感器在工業(yè)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)、氣象學、醫(yī)學等領(lǐng)域中已經(jīng)投入大量應(yīng)用。近年來,物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在逐漸興起,電子設(shè)備也正朝著可彎曲折疊的趨勢發(fā)展,傳統(tǒng)的溫濕度傳感器的在柔性化方面開始投入研究。本論文制備了基于石墨烯/碳納米管的電阻式柔性溫度傳感器與基于聚酰亞胺（PI）的電容式柔性濕度傳感器。對傳感器的敏感材料進行了表征分析,并對傳感器的性能進行了測試與研究。本論文的主要研究內(nèi)容具體如下:1.本文采用氣噴法在聚酰亞胺（PI）柔性基底上制備了石墨烯/碳納米管溫敏薄膜,將薄膜進行退火、封裝。使用掃描電子顯微鏡、能譜儀和拉曼光譜對溫敏薄膜進行了表征分析,表征結(jié)果顯示:薄膜由導電性能良好的碳系材料組成。薄膜上存在許多褶皺,經(jīng)過退火褶皺明顯被減少。對制得的傳感器進行性能測試,結(jié)果顯示:傳感器具有良好的線性度,隨著測試次數(shù)的增多傳感器也顯現(xiàn)出良好的重復性。碳系材料薄膜會對濕度敏感,測試發(fā)現(xiàn)經(jīng)過封裝后電阻值不再受環(huán)境濕度的影響,封裝可靠。此外,對傳感器多次彎曲后,溫敏性能幾乎不受反復彎曲的影響。測試結(jié)果說明該傳感器除了擁有基本的溫度傳感性能外,還具備良好的可彎曲性。2.本文采用旋涂法和酰亞胺化工藝,將聚酰胺酸（PAA）溶液制備成為聚酰亞胺（PI）濕敏薄膜,并于制得的PI膜上印刷了導電銀膠作為電極,得到了叉指電極電容和平行板電容這兩種形式的濕敏器件。使用傅立葉變化紅外光譜對PAA和經(jīng)不同熱處理溫度得到的PI進行表征分析,表征結(jié)果顯示:PAA熱處理的溫度越高,酰亞胺化的程度就越高。本文選擇了平行板電容式結(jié)構(gòu)的濕度傳感器進行后續(xù)研究,測試結(jié)果顯示PI柔性濕度傳感器擁有良好的線性度與重復性,濕滯較小。對傳感器多次彎曲后,傳感器仍顯現(xiàn)出良好的濕敏特性,說明該傳感器具有良好的可彎曲性。本文進一步采用噴涂法在PI濕敏薄膜表面噴涂氧化石墨烯（GO）溶液制備成為PI/GO復合薄膜。對復合薄膜使用掃描電子顯微鏡進行表征分析,表征結(jié)果顯示:GO可以通過噴涂法均勻附著在PI表面,而浸泡法無法得到均勻的GO層。在對基于PI/GO的柔性濕度傳感器進行測試后,發(fā)現(xiàn)GO的引入可提升濕度傳感器的濕度響應(yīng),但濕滯較純PI柔性濕度傳感器有所增大。
張磊[3]（2020）在《基于石墨烯異質(zhì)敏感材料的LC諧振式柔性傳感器關(guān)鍵技術(shù)研究》文中研究說明微型化、集成化、曲面共形的無線傳感器在機械旋轉(zhuǎn)部件、人體生理狀態(tài)監(jiān)測、健康醫(yī)療、食品安全以及環(huán)境監(jiān)測等領(lǐng)域存在廣泛需求。針對上述測試需求,本文分別提出了基于石墨烯異質(zhì)敏感材料的應(yīng)變、氣體、濕度單參數(shù)傳感器及集成式多參數(shù)傳感器。研究了基于石墨烯及其異質(zhì)材料敏感特性,闡明了各參數(shù)的敏感機理;利用電磁仿真軟件HFSS對傳感器進行仿真優(yōu)化設(shè)計,并基于微納制造工藝實現(xiàn)傳感器的微型化制造;構(gòu)建了多參數(shù)解耦系統(tǒng),實現(xiàn)復合環(huán)境下多種參數(shù)的測試,為狹小空間、密閉環(huán)境、高速旋轉(zhuǎn)以及曲面各參數(shù)的測試提供新思路。本論文針對特殊環(huán)境下各參數(shù)測試的難題,開展了高性能傳感器的研究,包括應(yīng)變、氣體、濕度及集成式多參數(shù)傳感器的設(shè)計、制備、敏感機理分析及其工況環(huán)境應(yīng)用的研究。主要研究內(nèi)容包括以下幾個方面:（1）構(gòu)建了LC無線無源等效電路模型,分析了各敏感單元對傳感器諧振頻率的影響。研究了電容式、電阻式兩種LC無線無源傳感器敏感機理,并分別構(gòu)建了等效模型。研究LC無線無源集成式多參數(shù)傳感器等效電路模型,并分析了各電路耦合感應(yīng)電壓、感應(yīng)電流,并通過輸入阻抗得出傳感器的特性參數(shù)。（2）為了滿足不同參數(shù)的測試需求,研究了石墨烯基異質(zhì)納米材料的制備方法,分別采用化學還原法、鋰離子插層法、超聲剝離法等方法,研制了銀納米顆粒修飾的石墨烯（Ag-RGO）、銀納米顆粒修飾的二硫化鉬（Ag-MoS2）以及石墨烯-二硫化鎢異質(zhì)結(jié)（RGO-WS2）納米材料。利用SEM、TEM、拉曼光譜、XPS、XRD等方法對敏感材料進行表征,獲得高性能石墨烯基異質(zhì)結(jié)納米材料。（3）針對不同環(huán)境下各參數(shù)測試需求,分別研制了石墨烯基異質(zhì)納米敏感材料的應(yīng)變、氣體及濕度傳感器。以銀納米顆粒（Ag NPs）修飾的還原氧化石墨烯（RGO）作為應(yīng)變敏感材料,聚二甲基硅氧烷（PDMS）作為基底材料和封裝材料,制備了應(yīng)變傳感器。RGO表面附著的Ag NPs,極大地增強了還原氧化石墨烯表面的連接,提升了RGO層的導電性,實現(xiàn)高應(yīng)變靈敏度傳感器的制備。同時,開發(fā)了無線NFC標簽式氨氣傳感器,最終實現(xiàn)了濃度為5-100 ppm的氨氣（NH3）的無線實時監(jiān)測。在此基礎(chǔ)上進一步研究了一種快速響應(yīng)、準確監(jiān)測、低成本的Ag-MoS2無線氣體標簽傳感器。該傳感器靈敏度為0.097 ppm-1、無線氣體傳感器的檢測極限為1 ppm,且在室溫下響應(yīng)快、恢復時間短、重復性好。最終將研制的無線標簽式傳感器用于肉類變質(zhì)、大型養(yǎng)殖基地等工況環(huán)境下進行實際應(yīng)用研究。以還原氧化石墨烯（RGO）和二硫化鎢（WS2）二維異質(zhì)納米材料作為敏感材料,提出了一種無線無源濕度傳感器。該無線濕度傳感器具有快速響應(yīng)時間（0.56 s）和恢復時間（2.26 s）,其工作范圍為5%至95%RH,靈敏度分別為14k Hz/%RH（5-35%RH）、150 k Hz/%RH（35-65%RH）和110 k Hz/%RH（65-95%RH）?；谏鲜鰞?yōu)異的性能,可將該傳感器用于人體語音、呼吸等微弱信號的檢測,同時該傳感器也可用于監(jiān)測皮膚濕度并評估人體的新陳代謝。（4）為了滿足機械旋轉(zhuǎn)等復雜環(huán)境下多個參數(shù)的同時監(jiān)測的需求,在LC無線無源單參數(shù)傳感器研究的基礎(chǔ)上,提出了一種多諧振復用的集成式多參數(shù)無線無源傳感器,實現(xiàn)了溫度、壓力、濕度三參數(shù)無線無源傳感器的三維集成設(shè)計與制造。分別開展了溫度、濕度、壓力參數(shù)的研究測試,其中溫度測試范圍為25℃-120℃,濕度測試范圍為5%RH-95%RH,壓力測試范圍0 k Pa-300 k Pa。對多參數(shù)傳感器測試結(jié)果進行解耦分析,并構(gòu)建了多參數(shù)解耦模型。采用平板擬合的方法對溫、壓復合環(huán)境下的測試結(jié)果進行擬合,得到溫度參數(shù)對壓力參數(shù)的影響系數(shù),實現(xiàn)壓力參數(shù)的準確提取。
桑運明[4]（2020）在《基于0.18μmCMOS工藝的電容式濕度傳感器接口電路設(shè)計》文中研究指明接口電路是連接傳感器與運算電路的過渡電路。為了獲得和轉(zhuǎn)化測量的濕度值,使之成為有用的電信號,就必須對傳感器的接口電路進行研究。全數(shù)字式接口電路原理簡單結(jié)構(gòu)不復雜、靜態(tài)電流較小功耗較低、集成度較高節(jié)省版圖面積,在各類半導體產(chǎn)品中有著廣泛的運用。本文使用Cadence Virtuoso 617軟件,設(shè)計了一種基于tsmc 0.18μm標準CMOS工藝的電容式接口電路,根據(jù)國內(nèi)外發(fā)展現(xiàn)狀提出本文的設(shè)計指標。傳感器采用叉指電極結(jié)構(gòu),通過理論分析濕度變化時電容的變化范圍,為電路仿真提供理論基礎(chǔ)。采用CDC檢測原理設(shè)計了接口電路,該電路采用數(shù)字結(jié)構(gòu),包括環(huán)形振蕩器、整形電路和計數(shù)器三個模塊,其中振蕩器為限幅型振蕩器,整形電路以二階差分運算放大器為主體,計數(shù)器由可以被時鐘控制的D觸發(fā)器構(gòu)成。仿真表明1.2V電源電壓下功耗僅為0.6μW,本設(shè)計的振蕩器比傳統(tǒng)反相器結(jié)構(gòu)振蕩器功耗降低約60%,有效位數(shù)為7位,響應(yīng)時間為2ms,芯片面積為0.126×0.098mm2,獲得了良好的線性度和穩(wěn)定性能,適合于電容式濕度傳感器中。
茆文杰[5]（2020）在《雙加熱濕度傳感器及其校驗系統(tǒng)設(shè)計》文中認為對高空濕度的測量誤差進行控制,一直是困擾我國氣象高空探測部門的難題。在雨雪環(huán)境、入云以及出云后,濕度傳感器表面沾附的雨露和結(jié)晶等水凝物會導致濕度測量數(shù)據(jù)高于真實值,引起沾濕誤差。為了提升高空濕度測量的精度和響應(yīng)速度,有必要對高空濕度傳感器進行除濕處理。本論文研制了一種雙加熱濕度傳感器,并開發(fā)了一套校驗系統(tǒng)。該校驗系統(tǒng)是一種可對雙加熱濕度傳感器進行地面基測的溫濕度環(huán)境試驗箱進行校驗的多路溫濕度巡檢儀系統(tǒng)。通過對雙加熱濕度傳感器工作特性的詳細分析,得知提高濕度傳感器加熱和散熱的速率是提升濕度測量性能最重要的環(huán)節(jié)。本文利用計算流體動力學（CFD）方法,穩(wěn)態(tài)分析模擬出常用的3種加熱方式:使用鎳鉻合金絲、碳纖維低壓加熱片和聚酰亞胺加熱膜貼在薄型PCB板上。利用瞬態(tài)分析分別模擬出升溫時間和降溫時間特性。在設(shè)計多路溫濕度巡檢儀系統(tǒng)時,為消除溫度和相對濕度造成測量濕度的影響,本文以絕對濕度作為濕度參考。本文使用Goff-Gratch方程和相對濕度轉(zhuǎn)換關(guān)系以及PSO優(yōu)化后的BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)算法擬合出環(huán)境試驗設(shè)備內(nèi)溫度和絕對濕度的分布場來校驗其參數(shù)指標是否合格。通過仿真和研究,分別求解出不同海拔高度和500m W的加熱功率下鎳鉻合金絲、碳纖維低壓加熱片和聚酰亞胺加熱膜3種加熱方式的雙加熱濕度傳感器的升溫時間、降溫時間以及測量周期的時間,表明使用碳纖維低壓加熱片加熱為最優(yōu)方式。在對所選的德國偉思富奇公司的YGM-C系列的鑒定箱做為溫濕度環(huán)境試驗設(shè)備進行校驗,所測出的60組數(shù)據(jù)進行分析和計算,溫度場的最大絕對誤差為0.07℃,均方根誤差為0.041℃;絕對濕度場的最大絕對誤差為0.1g/L,均方根誤差為0.063g/L,實驗結(jié)果表明該設(shè)備內(nèi)部的溫度場和絕對濕度場分布均勻而且穩(wěn)定,可作為雙加熱溫濕度傳感器的地面基測設(shè)備。
吳恒[6]（2020）在《光纖光柵聚合物濕敏特性調(diào)控技術(shù)》文中進行了進一步梳理隨著氣象水文學、醫(yī)學生物學、儲存生產(chǎn)、農(nóng)業(yè)林業(yè)、土木建筑等行業(yè)的飛速發(fā)展,對環(huán)境相對濕度的精確監(jiān)測的需求越來越迫切。一些易燃易爆的環(huán)境對濕度傳感器的性能甚至提出了更高的要求。相較于傳統(tǒng)的濕度傳感器,光纖濕度傳感器具有本質(zhì)安全,結(jié)構(gòu)簡單,精確度高,抗電磁干擾的優(yōu)點,能夠在復雜的環(huán)境中進行濕度的準確測量?；诠饫w光柵的濕度傳感器具有體積小,成本低,易復用的特點,隨著光纖光柵的刻寫技術(shù)的愈發(fā)成熟,使得光纖光柵濕度傳感器在易燃易爆等復雜環(huán)境中進行大范圍的多點濕度監(jiān)測成為可能。本文首先從濕度的研究背景與意義出發(fā),闡述了濕度傳感器的發(fā)展,介紹了基于光纖的濕度傳感器的種類與實例。其次依據(jù)耦合模理論仿真分析了光纖光柵的傳感原理,建立了基于聚合物和光纖光柵的濕度傳感模型,闡述了濕度敏感材料的作用機理,并對傳感器濕度靈敏度的主要影響因素進行了仿真與分析。通過對濕度傳感理論的分析,最后選擇了聚酰亞胺作為本實驗的濕度敏感材料。采用浸漬提拉法進行了傳感器的制作,設(shè)計與搭建了測試系統(tǒng),并使用溫濕度箱與飽和鹽溶液濕度瓶進行了傳感器性能的測試。通過改變制備時的提拉速度與提拉次數(shù)獲得不同膜層厚度的傳感器,針對不同厚度的傳感器進行了濕敏性能的測試。其測試結(jié)果與仿真結(jié)果保持一致,呈現(xiàn)了良好且穩(wěn)定的線性響應(yīng)?；诰埘啺穼λ肿游锢砦降姆绞?本文通過加入不同種類的無機鹽進行了傳感器的改良。摻雜了氯化鉀,氯化鎂,溴化鋰和溴化鈉的改良型聚酰亞胺濕度靈敏度分別為純聚酰亞胺的1.12倍,1.33倍,2.55倍和4.24倍。并對加入無機鹽的濃度進行了了探討,當選擇加入質(zhì)量分數(shù)為0.5%、1%、1.5%、2%和2.5%的溴化鋰后,靈敏度分別為純聚酰亞胺的1.61倍、2.55倍、3.27倍、3.81倍和3.82倍。加入濕敏無機鹽的探頭均能夠保持線性響應(yīng),并且保持了良好的響應(yīng)時間與重復性。
王高鵬[7]（2020）在《面向密閉狹小空間氫氣和濕度監(jiān)測的光纖傳感材料和器件技術(shù)研究》文中認為空間狹小的密閉系統(tǒng)等特殊領(lǐng)域,對環(huán)境氣氛、溫度、濕度等參數(shù)有著高精度、高可靠性、長期、實時、動態(tài)監(jiān)測的迫切需求,傳統(tǒng)的電學和光學傳感器已經(jīng)不能滿足這些要求。為了滿足這些特殊領(lǐng)域?qū)夥毡O(jiān)測的苛刻要求,本文基于特定薄膜以及粉體材料,研究了在光纖端面以及側(cè)面生長不同類型的敏感材料的方法,以及光纖與高分子聚合物、與粉體材料結(jié)合的方法,開發(fā)了具有無源安全、抗電磁干擾、體積小、長期在線監(jiān)測等優(yōu)勢的光纖氣氛監(jiān)測系統(tǒng)。（1）提出了水熱法合成的介孔WO3/Pt粉體,將Pt納米顆粒包裹在介孔之中,阻止Pt納米顆粒在多次反應(yīng)后團聚,表面積更大的介孔WO3提供了更多的活性位點,使得傳感器的檢測下限從400 ppm提高到100 ppm。基于該粉體制備的光纖光柵型氫氣傳感器的長期穩(wěn)定性得到大幅提升,傳感系統(tǒng)測量范圍在100–40000 ppm,分辨率為30 ppm,適用于空氣中大范圍的準分布式氫氣泄露實時監(jiān)測網(wǎng)。（2）研究了水熱法合成的離子插層的MoO3/Pt粉體,在α-MoO3的層間插入堿金屬離子,提高了其層間穩(wěn)定性。當前驅(qū)體為1 mmol時,采用Na+離子插層將最大程度地提高傳感探頭的長期穩(wěn)定性?；谠搨鞲衅鞯墓饫w光柵氫氣傳感系統(tǒng)測量范圍在400–40000 ppm,分辨率為50 ppm,同時也可以應(yīng)用在空氣中大范圍的準分布式氫氣泄露實時監(jiān)測網(wǎng)。（3）提出了基于磁控濺射方式在光纖側(cè)面沉積Pd合金薄膜,并研究了該類光纖光柵型氫氣傳感器及其系統(tǒng)。該類型傳感器適用于無氧環(huán)境中氫氣的測量,測量范圍在500–10000 ppm,分辨率為250 ppm。為了改善該系統(tǒng)在低溫、高濕等惡劣環(huán)境下的性能,提出了采用閉環(huán)控制光加熱的方式,使傳感探頭工作在合適的溫度下,提高傳感器的靈敏度和穩(wěn)定性。該系統(tǒng)不僅適用于密閉系統(tǒng)氣氛監(jiān)測,還適用于變壓器絕緣油中溶解氣體分析。（4）采用真空蒸鍍方式在光纖端面沉積WO3/Pt薄膜,研制了適合有氧環(huán)境中氫氣濃度精確測量的光纖光柵型氫氣傳感器,提出了基于光加熱WO3薄膜的痕量氫氣光纖傳感系統(tǒng),采用光學的加熱方式,使傳感探頭工作在穩(wěn)定溫度場下,從而避免了環(huán)境溫度對敏感材料的干擾,實現(xiàn)了ppm量級氫氣濃度的在線精確監(jiān)測。該系統(tǒng)測量范圍在5–5000 ppm,分辨率為2 ppm,適用于密閉系統(tǒng)氣氛監(jiān)測等對氫氣濃度監(jiān)測要求較高的特殊領(lǐng)域。（5）在對氫氣進行精確監(jiān)測的基礎(chǔ)上,還簡化了光加熱WO3薄膜的痕量氫氣光纖傳感系統(tǒng),提出了一種基于WO3薄膜的光電探測型光纖氫氣傳感系統(tǒng)。簡化后的系統(tǒng)測量范圍在20–5000 ppm,分辨率為4 ppm,完全滿足氫能源行業(yè)對氫氣泄露報警的需求。同時,該系統(tǒng)成本較低、便于攜帶,更適用于對氫氣點式檢漏。（6）最后針對密閉系統(tǒng)濕度監(jiān)測的需求,提出了光纖端面介質(zhì)薄膜干涉型光纖濕度傳感系統(tǒng),以及基于聚酰亞胺涂覆型光纖光柵濕度傳感系統(tǒng)。前者適用于濕度單點式精確測量,測量范圍在0–70%RH,分辨率為1.5%RH,檢測下限低至-50°C露點（約合40 ppm V）;后者適用于大范圍內(nèi)環(huán)境濕度的實時監(jiān)測網(wǎng),測量范圍在1%–100%RH,分辨率為1%RH。（7）所研制的適用于空間狹小的密閉系統(tǒng)的光纖傳感器及其系統(tǒng)應(yīng)用于中國工程物理研究院的科研生產(chǎn)中,其中包括腐蝕增敏式Pd合金的光纖氫氣傳感系統(tǒng)、基于光加熱WO3薄膜的痕量光纖氫氣傳感系統(tǒng),以及聚酰亞胺涂覆型光纖光柵濕度傳感器系統(tǒng)。在中國物理工程研究院的密閉氣氛系統(tǒng)環(huán)境中進行了驗證測試,其中三套系統(tǒng)已驗收交付給中國物理工程研究院,正在進行密閉系統(tǒng)的實地氣氛監(jiān)測,為我國國防科技的重大需求提供了新的技術(shù)手段。
朱宇超[8]（2019）在《基于聚酰亞胺納米纖維膜介電層的電容式觸滑覺傳感器》文中研究指明機器人和無人作戰(zhàn)裝備的智能化發(fā)展對觸覺傳感器提出了更高的要求,觸覺傳感器必須能共形貼附于結(jié)構(gòu)表面,感知接觸力和滑移剪切力。針對當前國內(nèi)外觸覺傳感器存在的靈敏度較低和檢測方向單一以及結(jié)構(gòu)復雜等問題,本文提出了一種以納米纖維膜為介電層的電容式柔性三維觸覺傳感器。圍繞電容式柔性觸滑覺傳感器的設(shè)計與制造、不同材料及結(jié)構(gòu)介電層的傳感器性能對比分析、傳感陣列設(shè)計以及傳感器測試系統(tǒng)的搭建等開展研究工作。主要進展有:設(shè)計電容式柔性觸滑覺傳感器的單元結(jié)構(gòu),采用有限元軟件對基于單層聚酰亞胺（PI）纖維膜介電層的電容式觸滑覺傳感器進行仿真分析,驗證了 PI纖維膜結(jié)構(gòu)具有優(yōu)異的三維力感知性能。對比分析不同材質(zhì)介電層、層厚和層數(shù)的PI納米纖維膜及結(jié)構(gòu)尺寸傳感器性能,優(yōu)化傳感器結(jié)構(gòu),試驗結(jié)果表明,基于雙層PI納米纖維膜介電層的小尺寸電容式觸滑覺傳感器性能最優(yōu)。在0-13.89 kPa壓力下,z軸方向平均靈敏度最高達0.0480 kPa-1;在0-0.18 N的區(qū)間內(nèi),x軸方向平均靈敏度取得最大值0.6616 N-1;在0-0.26N,y軸方向平均靈敏度達0.7684 N-1,響應(yīng)時間和回復時間分別為87.5 ms和192.5 ms,并展現(xiàn)出較好的穩(wěn)定性和重復性。通過結(jié)構(gòu)設(shè)計,研制電容式觸滑覺傳感陣列,其在觸覺感知方面,在4.1-4.9 Pa區(qū)間靈敏度達到最大值為2.204 kPa-1，在滑覺感知方面,x軸方向的平均靈敏度為0.1218 N-1,y軸方向的平均靈敏度為0.0912 N-1,傳感陣列的響應(yīng)時間為157.5 ms,恢復時間為175 ms,重復性較好。為研究觸覺傳感陣列的接觸力檢測性能,研制了電容式柔性觸滑覺傳感陣列的掃描電路,構(gòu)建接觸力位置及大小的顯示系統(tǒng),通過掃描測試系統(tǒng)對傳感陣列進行測試,實驗結(jié)果表明本文研制的柔性觸滑覺傳感器可用于壓力與滑動檢測。
張帆[9]（2019）在《基于噴墨打印柔性傳感技術(shù)的研究》文中提出隨著物聯(lián)網(wǎng)、智能穿戴和現(xiàn)代物流業(yè)的不斷發(fā)展,市場對于智能儀器、可穿戴設(shè)備以及柔性電子等領(lǐng)域的需求也在日益增長,物聯(lián)網(wǎng)的本質(zhì)就是將各個物體通過無線通訊和電子標簽連接在一起。而作為物聯(lián)網(wǎng)重要的組成元素,傳感器的需求量急劇增大,因此尋找具有低成本、高產(chǎn)量、高集成度特點的傳感器制造技術(shù)變得十分重要。傳感器可以將物聯(lián)網(wǎng)所要采集的各種數(shù)據(jù),如溫度、濕度、聲音、壓力等信息轉(zhuǎn)換成特定的電信號,達到“萬物互聯(lián)”的設(shè)計構(gòu)想。傳統(tǒng)的硅傳感器制造工藝復雜冗長,已經(jīng)越來越不能滿足設(shè)計生產(chǎn)要求,為了滿足當下在智能穿戴、萬物互聯(lián)和物流運輸監(jiān)測等方面的大量需求,必須研究開發(fā)新的傳感器制造工藝,通過更為簡化的工藝流程和較低的制造成本制造出輕便且具有彎曲特性的新型柔性傳感器,檢測目標包括環(huán)境溫度、濕度等。本文根據(jù)傳感器實際應(yīng)用需求,以納米銀導電墨水作為金屬材料,以聚酰亞胺（Polyimide,PI）薄膜作為柔性基底材料,利用噴墨打印技術(shù)和燒結(jié)工藝,在柔性基底上先后制備了電阻型溫度傳感器和電容型濕度傳感器,成功探索出基于噴墨打印技術(shù)的金屬化工藝流程。對制備的溫度傳感器靈敏度、溫滯和測量范圍等特性進行了探究。測試結(jié)果表明,通過噴墨打印技術(shù)制備的溫度傳感器,在-25℃-125℃溫度范圍內(nèi)具有良好的線性度和靈敏度,給出的測量電路有效地解決了傳感器溫度量化問題,減小了系統(tǒng)測量誤差。制備的濕度傳感器在20%RH90%RH濕度范圍內(nèi)可實現(xiàn)對濕度的有效測量,實驗還對金屬極板表面進行了樹脂保護膜覆蓋防護,可防止水蒸氣和氧氣的腐蝕和氧化。通過數(shù)學建模,利用MATLAB工具計算擬合,提高了濕度傳感器的反應(yīng)時間,給出了C/V模擬轉(zhuǎn)換電路,該電路實現(xiàn)了對電容式濕度傳感器的數(shù)據(jù)量化功能。利用噴墨打印技術(shù)完成了柔性傳感器的一次性制造,簡化了復雜的傳統(tǒng)工藝步驟,在PI襯底上實現(xiàn)了多種傳感器集成化系統(tǒng),達成了柔性傳感器高效率、低成本、可批量生產(chǎn)的設(shè)計目標。最后將柔性傳感器與RFID技術(shù)相結(jié)合,給出了溫度傳感器數(shù)據(jù)無線傳輸設(shè)計方案,增強了標簽的擴展性,使其應(yīng)用領(lǐng)域變得更加寬廣。
沈毓恒[10]（2019）在《溫濕壓多功能傳感器集成變送電路的設(shè)計及優(yōu)化》文中研究說明溫度、濕度和壓力作為常用的傳感器,其在軍事領(lǐng)域和民用領(lǐng)域均有廣泛應(yīng)用。傳統(tǒng)的多功能傳感器具有體積大、元件分立的缺點,單片集成溫濕壓多功能傳感器可以實現(xiàn)多傳感器集成、微型化、低功耗的傳感器設(shè)計,是未來傳感器的發(fā)展趨勢。本論文研究內(nèi)容為針對溫濕壓多功能傳感器集成讀出電路進行設(shè)計和優(yōu)化,該讀出電路主要包含了溫度傳感器、濕度傳感器和壓力傳感器三種傳感器的信號處理電路,以及片上集成模數(shù)轉(zhuǎn)換器（ADC）,實現(xiàn)了溫濕壓傳感器芯片的數(shù)字信號輸出,具有靈敏度高、集成度高、測量范圍廣等特點。主要研究內(nèi)容如下:1.進行了三種傳感器信號處理電路的設(shè)計和優(yōu)化,通過信號處理將不同物理量轉(zhuǎn)換成電壓量,并進行系統(tǒng)級仿真。對于溫度模塊,設(shè)計了二階曲率補償?shù)膸痘鶞孰娫?溫度系數(shù)為17.53ppm/℃,信號處理電路溫度靈敏度為21.6mV/K,線性度為99.8%。對于濕度模塊,采用一種新型的差分式開關(guān)電容電路結(jié)構(gòu),采用兩運放分時采樣工作的方式,使信號連續(xù)輸出,線性度良好。對于壓力模塊,采用三運放儀表放大器結(jié)構(gòu)進行信號放大,采用優(yōu)化設(shè)計使放大器增益可調(diào),電源抑制比（PSRR）為110.5dB,符合設(shè)計需求。2.設(shè)計了讀出電路的片上集成ADC。片上ADC電路為芯片集成的single-slope ADC,采用低功耗的電流存儲單元代替結(jié)構(gòu)復雜的寄存器,優(yōu)化ADC結(jié)構(gòu),減小芯片面積。ADC精度為14bits,相應(yīng)的INL為+0.9LSB/-0.85LSB,DNL為±0.6LSB,噪聲特性明顯降低。3.完成了溫濕壓傳感器讀出電路的版圖繪制和讀出芯片測試。讀出電路測試結(jié)果表明,溫度傳感器、濕度傳感器、壓力傳感器信號處理電路和片上ADC工作穩(wěn)定。測試結(jié)果與仿真結(jié)果一致,各項設(shè)計滿足指標要求。
二、基于聚酰亞胺的溫濕壓集成傳感器（論文開題報告）
（1）論文研究背景及目的
此處內(nèi)容要求：
首先簡單簡介論文所研究問題的基本概念和背景，再而簡單明了地指出論文所要研究解決的具體問題，并提出你的論文準備的觀點或解決方法。
寫法范例：
本文主要提出一款精簡64位RISC處理器存儲管理單元結(jié)構(gòu)并詳細分析其設(shè)計過程。在該MMU結(jié)構(gòu)中,TLB采用叁個分離的TLB,TLB采用基于內(nèi)容查找的相聯(lián)存儲器并行查找,支持粗粒度為64KB和細粒度為4KB兩種頁面大小,采用多級分層頁表結(jié)構(gòu)映射地址空間,并詳細論述了四級頁表轉(zhuǎn)換過程,TLB結(jié)構(gòu)組織等。該MMU結(jié)構(gòu)將作為該處理器存儲系統(tǒng)實現(xiàn)的一個重要組成部分。
（2）本文研究方法
調(diào)查法：該方法是有目的、有系統(tǒng)的搜集有關(guān)研究對象的具體信息。
觀察法：用自己的感官和輔助工具直接觀察研究對象從而得到有關(guān)信息。
實驗法：通過主支變革、控制研究對象來發(fā)現(xiàn)與確認事物間的因果關(guān)系。
文獻研究法：通過調(diào)查文獻來獲得資料，從而全面的、正確的了解掌握研究方法。
實證研究法：依據(jù)現(xiàn)有的科學理論和實踐的需要提出設(shè)計。
定性分析法：對研究對象進行“質(zhì)”的方面的研究，這個方法需要計算的數(shù)據(jù)較少。
定量分析法：通過具體的數(shù)字，使人們對研究對象的認識進一步精確化。
跨學科研究法：運用多學科的理論、方法和成果從整體上對某一課題進行研究。
功能分析法：這是社會科學用來分析社會現(xiàn)象的一種方法，從某一功能出發(fā)研究多個方面的影響。
模擬法：通過創(chuàng)設(shè)一個與原型相似的模型來間接研究原型某種特性的一種形容方法。
三、基于聚酰亞胺的溫濕壓集成傳感器（論文提綱范文）
（1）基于聚酰亞胺薄膜的電容式濕度傳感器研究（論文提綱范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第一章 緒論 |
| 1.1 研究背景與意義 |
| 1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀 |
| 1.3 論文的主要內(nèi)容和組織架構(gòu) |
| 第二章 濕度傳感器類型及性能參數(shù) |
| 2.1 常見的濕度傳感器類型 |
| 2.2 濕度傳感器的性能參數(shù) |
| 2.2.1 濕度傳感器的靜態(tài)參數(shù) |
| 2.2.2 濕度傳感器的動態(tài)參數(shù) |
| 2.3 本章小結(jié) |
| 第三章 電容式濕度傳感器的設(shè)計與仿真 |
| 3.1 叉指電容結(jié)構(gòu)的設(shè)計 |
| 3.2 感濕材料的設(shè)計 |
| 3.2.1 PI薄膜 |
| 3.2.2 PI/TiO_2復合薄膜 |
| 3.3 叉指電容結(jié)構(gòu)的仿真 |
| 3.3.1 COMSOL仿真軟件簡介 |
| 3.3.2 仿真理論簡介 |
| 3.3.3 仿真模型構(gòu)建 |
| 3.4 仿真結(jié)果與分析 |
| 3.4.1 電容值變化 |
| 3.4.2 電場分布 |
| 3.4.3 感濕薄膜厚度 |
| 3.5 本章小結(jié) |
| 第四章 基于PI/TiO_2感濕薄膜的濕度傳感器制備工藝與性能優(yōu)化 |
| 4.1 電容式濕度傳感器的制備工藝 |
| 4.1.1 叉指電容結(jié)構(gòu)制備工藝 |
| 4.1.2 PI感濕薄膜制備工藝 |
| 4.1.3 PI/TiO_2感濕薄膜制備工藝 |
| 4.1.4 感濕薄膜固化工藝 |
| 4.2 PI及 PI/TiO_2感濕薄膜材料特性及微納結(jié)構(gòu)表征 |
| 4.2.1 濕敏材料化學鍵表征 |
| 4.2.2 掃描電子顯微鏡表征 |
| 4.2.3 濕敏薄膜表面形態(tài)表征 |
| 4.2.4 濕敏材料親水性測試 |
| 4.2.5 介電特性測試 |
| 4.3 溫濕度測試環(huán)境的搭建 |
| 4.3.1 溫濕度控制設(shè)計 |
| 4.3.2 溫濕度控制驗證 |
| 4.4 電容式濕度傳感器的電學參數(shù)測試分析 |
| 4.4.1 靈敏度測試 |
| 4.4.2 濕滯測試 |
| 4.4.3 響應(yīng)時間測試 |
| 4.4.4 穩(wěn)定性測試 |
| 4.5 本章小結(jié) |
| 第五章 電容式濕度傳感器的應(yīng)用模塊設(shè)計 |
| 5.1 微電容讀出芯片選擇 |
| 5.1.1 微電容讀出芯片MS3110 原理結(jié)構(gòu) |
| 5.1.2 微電容讀出芯片MS3110 參數(shù)設(shè)置 |
| 5.2 在線溫度補償設(shè)計與驗證 |
| 5.2.1 溫度補償原理 |
| 5.2.2 溫度補償功能設(shè)計 |
| 5.2.3 溫度補償功能驗證 |
| 5.3 濕度傳感器應(yīng)用模塊設(shè)計 |
| 5.3.1 應(yīng)用模塊的硬件設(shè)計 |
| 5.3.2 應(yīng)用模塊的算法程序設(shè)計 |
| 5.4 本章小結(jié) |
| 第六章 總結(jié)與展望 |
| 6.1 總結(jié) |
| 6.2 展望 |
| 致謝 |
| 參考文獻 |
| 附錄:作者在攻讀碩士學位期間取得的成果 |
（2）柔性溫濕度傳感器的制備及特性研究（論文提綱范文）
| 摘要 |
| abstract |
| 第一章 緒論 |
| 1.1 研究背景與意義 |
| 1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀 |
| 1.2.1 溫度傳感器的研究現(xiàn)狀 |
| 1.2.2 濕度傳感器的研究現(xiàn)狀 |
| 1.3 本論文的主要研究內(nèi)容 |
| 第二章 柔性溫濕度傳感器的相關(guān)理論基礎(chǔ) |
| 2.1 溫度傳感器的原理與特性參數(shù) |
| 2.2 濕度傳感器的原理與特性參數(shù) |
| 2.3 柔性薄膜制備工藝 |
| 2.3.1 絲網(wǎng)印刷 |
| 2.3.2 氣噴法 |
| 2.3.3 旋涂法 |
| 2.4 表征分析方法 |
| 2.4.1 掃描電子顯微鏡(SEM) |
| 2.4.2 X射線能譜儀(EDS) |
| 2.4.3 拉曼光譜 |
| 2.4.4 傅立葉變換紅外光譜(FT-IR) |
| 2.5 本章小結(jié) |
| 第三章 基于碳系薄膜的柔性溫度傳感器制備及研究 |
| 3.1 前言 |
| 3.2 柔性溫度傳感器的結(jié)構(gòu)設(shè)計 |
| 3.3 柔性溫度傳感器的制備 |
| 3.3.1 實驗材料與設(shè)備 |
| 3.3.2 碳系薄膜柔性溫度傳感器的制備工藝流程 |
| 3.4 碳納米材料柔性溫度敏感薄膜的表征與分析 |
| 3.4.1 掃描電子顯微鏡(SEM) |
| 3.4.2 X射線能譜儀(EDS) |
| 3.4.3 拉曼光譜(Raman) |
| 3.5 碳納米材料柔性溫度傳感器性能測試 |
| 3.5.1 不同噴涂量對溫敏特性的影響 |
| 3.5.2 不同退火溫度對溫敏特性的影響 |
| 3.5.3 溫敏特性曲線 |
| 3.5.4 電流-電壓特性 |
| 3.5.5 線性度與電阻溫度系數(shù) |
| 3.5.6 重復性 |
| 3.5.7 分辨力 |
| 3.5.8 響應(yīng)時間 |
| 3.5.9 濕度對電阻的影響 |
| 3.5.10 柔性彎曲性能研究 |
| 3.6 機理分析 |
| 3.7 本章小結(jié) |
| 第四章 基于聚酰亞胺的柔性濕度傳感器制備及研究 |
| 4.1 前言 |
| 4.2 柔性濕度傳感器的結(jié)構(gòu)設(shè)計 |
| 4.3 柔性濕度傳感器的制備 |
| 4.3.1 實驗材料與設(shè)備 |
| 4.3.2 聚酰亞胺柔性濕度傳感器的制備工藝流程 |
| 4.4 濕敏薄膜的表征分析 |
| 4.4.1 傅里葉變換紅外光譜(FT-IR) |
| 4.4.2 掃描電子顯微鏡(SEM) |
| 4.5 聚酰亞胺柔性濕度傳感器的性能測試 |
| 4.5.1 不同結(jié)構(gòu)傳感器的對比測試與選擇 |
| 4.5.2 PAA不同旋涂轉(zhuǎn)速對PI薄膜濕敏特性的影響 |
| 4.5.3 PAA酰亞胺化不同溫度對PI薄膜濕敏特性的影響 |
| 4.5.4 重復性與響應(yīng)時間 |
| 4.5.5 濕滯回線與濕滯回差 |
| 4.5.6 PI濕敏薄膜的柔性彎曲性能研究 |
| 4.5.7 GO對PI薄膜的濕敏特性影響 |
| 4.6 機理分析 |
| 4.7 本章小結(jié) |
| 第五章 總結(jié)與展望 |
| 5.1 本文研究內(nèi)容總結(jié) |
| 5.2 對后續(xù)工作的展望 |
| 致謝 |
| 參考文獻 |
| 攻讀碩士學位期間取得的成果 |
（3）基于石墨烯異質(zhì)敏感材料的LC諧振式柔性傳感器關(guān)鍵技術(shù)研究（論文提綱范文）
| 摘要 |
| abstract |
| 第一章 緒論 |
| 1.1 研究背景及意義 |
| 1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀 |
| 1.2.1 柔性溫度傳感器 |
| 1.2.2 柔性壓力/應(yīng)變傳感器 |
| 1.2.3 柔性氣體傳感器 |
| 1.2.4 柔性生理參數(shù)檢測傳感器 |
| 1.2.5 柔性多參數(shù)集成傳感器 |
| 1.3 石墨烯及過渡金屬硫化物二維材料特性與制備方法 |
| 1.3.1 石墨烯及TMDS納米材料特性 |
| 1.3.2 石墨烯溫度敏感特性 |
| 1.3.3 石墨烯與TMDS力學特性 |
| 1.3.4 石墨烯及其TMDS氣體敏感特性 |
| 1.3.5 石墨烯與TMDS制備方法 |
| 1.4 論文主要研究內(nèi)容 |
| 1.5 論文創(chuàng)新點 |
| 第二章 LC無線無源傳感器理論模型研究 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 LC無線無源傳感器理論分析 |
| 2.2.1 LC無線無源諧振式傳感器基本原理 |
| 2.2.2 LC無線無源傳感器分類 |
| 2.3 LC無線無源傳感器等效模型及測試方法研究 |
| 2.3.1 傳感器等效模型 |
| 2.3.2 無線無源測試方法研究 |
| 2.4 集成式多參數(shù)耦合模型研究 |
| 2.5 本章小結(jié) |
| 第三章 石墨烯基敏感材料制備及表征 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 銀納米顆粒修飾的RGO敏感材料制備與表征 |
| 3.2.1 Ag-RGO敏感材料制備 |
| 3.2.2 Ag-RGO敏感材料表征 |
| 3.3 銀納米顆粒修飾的MoS_2敏感材料制備與表征 |
| 3.3.1 Ag-MoS_2敏感材料制備 |
| 3.3.2 Ag-MoS_2敏感材料表征 |
| 3.4 RGO與WS_2異質(zhì)結(jié)敏感材料制備與表征 |
| 3.4.1 RGO-WS_2異質(zhì)結(jié)敏感材料制備 |
| 3.4.2 RGO-WS_2異質(zhì)結(jié)敏感材料表征 |
| 3.5 本章小結(jié) |
| 第四章 基于石墨烯異質(zhì)敏感材料的無線無源傳感器 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 基于Ag-RGO的可拉伸應(yīng)變傳感器制備與測試 |
| 4.2.1 基于Ag-RGO的應(yīng)變傳感器制備與表征 |
| 4.2.2 基于Ag-RGO應(yīng)變傳感器等效電路模型構(gòu)建 |
| 4.2.3 基于Ag-RGO應(yīng)變傳感器測試 |
| 4.3 基于AgNPs修飾RGO及 MoS_2的無線氣體傳感器研究 |
| 4.3.1 基于Ag-RGO無線氣體傳感器制備 |
| 4.3.2 基于Ag-RGO的 NFC傳感器性能測試 |
| 4.3.3 基于Ag-RGO氣體敏感材料NH3敏感機理研究 |
| 4.4 基于Ag-MoS_2的無線氣體傳感器研究 |
| 4.4.1 基于Ag-MoS_2的無線氣體傳感器的制備 |
| 4.4.2 基于Ag-MoS_2的無線氣體傳感器的測試 |
| 4.4.3 基于Ag-MoS_2氣體傳感器敏感機理研究及應(yīng)用測試 |
| 4.5 基于RGO-WS_2異質(zhì)結(jié)的無線濕度傳感器 |
| 4.5.1 基于RGO-WS_2的無線濕度傳感器的制備 |
| 4.5.2 基于RGO-WS_2無線濕度傳感器測試 |
| 4.5.3 RGO-WS_2無線濕度傳感器敏感機理研究及應(yīng)用測試 |
| 4.6 本章小結(jié) |
| 第五章 集成式多參數(shù)LC無線無源傳感器研究 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 多諧振復用無線多參數(shù)的集成式傳感器設(shè)計研究 |
| 5.2.1 LC多諧振復用溫壓濕傳感器設(shè)計 |
| 5.2.2 LC多諧振復用溫壓濕傳感器HFSS電磁仿真 |
| 5.3 多諧振復用溫壓濕多參數(shù)傳感器制備與表征 |
| 5.3.1 多諧振復用溫壓濕多參數(shù)傳感器的制備 |
| 5.3.2 傳感器敏感材料的表征 |
| 5.4 多參數(shù)傳感器的測試 |
| 5.4.1 多參數(shù)傳感器不同溫度環(huán)境測試 |
| 5.4.2 多參數(shù)傳感器不同濕度環(huán)境測試 |
| 5.4.3 多參數(shù)傳感器溫壓復合環(huán)境測試及解耦分析 |
| 5.5 本章小結(jié) |
| 第六章 總結(jié)與展望 |
| 6.1 工作總結(jié) |
| 6.2 工作展望 |
| 參考文獻 |
| 攻讀博士期間發(fā)表的論文及所取得的研究成果 |
| 致謝 |
（4）基于0.18μmCMOS工藝的電容式濕度傳感器接口電路設(shè)計（論文提綱范文）
| 中文摘要 |
| Abstract |
| 第1章 緒論 |
| 1.1 課題研究的目的和意義 |
| 1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢 |
| 1.3 論文主要內(nèi)容及指標 |
| 第2章 電容傳感器工作原理 |
| 2.1 微電容式傳感器的物理結(jié)構(gòu) |
| 2.1.1 叉指電極結(jié)構(gòu) |
| 2.1.2 懸臂梁結(jié)構(gòu) |
| 2.1.3 硅壓阻結(jié)構(gòu) |
| 2.1.4 基于熱傳導的濕度傳感器 |
| 2.2 傳感器原理分析 |
| 2.3 微電容傳感器結(jié)構(gòu)理論分析 |
| 2.4 本章小結(jié) |
| 第3章 電容傳感器接口電路原理分析 |
| 3.1 濕度表示法 |
| 3.1.1 絕對濕度 |
| 3.1.2 相對濕度 |
| 3.1.3 露點 |
| 3.2 電容式傳感器的檢測原理 |
| 3.3 傳統(tǒng)接口電路轉(zhuǎn)換方法 |
| 3.3.1 充/放電電容接口電路 |
| 3.3.2 電荷放大接口電路 |
| 3.3.3 AC橋電容接口電路 |
| 3.3.4 交流鎖相接口電路 |
| 3.3.5 基于V/T變換的電容測量電路 |
| 3.4 本章小結(jié) |
| 第4章 電容傳感器接口電路設(shè)計與仿真 |
| 4.1 總體電路設(shè)計 |
| 4.2 振蕩器設(shè)計與仿真 |
| 4.3 整形電路設(shè)計與仿真 |
| 4.4 整體電路仿真 |
| 4.5 本章小結(jié) |
| 第5章 接口電路版圖設(shè)計 |
| 5.1 版圖的注意事項 |
| 5.2 版圖設(shè)計中匹配的一般規(guī)則 |
| 5.3 電容接口電路版圖設(shè)計與驗證 |
| 5.4 本章小結(jié) |
| 結(jié)論 |
| 參考文獻 |
| 致謝 |
| 攻讀學位期間發(fā)表論文 |
（5）雙加熱濕度傳感器及其校驗系統(tǒng)設(shè)計（論文提綱范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第一章 緒論 |
| 1.1 研究背景與意義 |
| 1.2 探空儀的結(jié)構(gòu)特點與性能基測 |
| 1.3 雙加熱濕度傳感器國內(nèi)外研究現(xiàn)狀 |
| 1.4 多路溫濕度巡檢儀的發(fā)展與現(xiàn)狀 |
| 1.5 論文的主要研究內(nèi)容 |
| 第二章 雙加熱濕度傳感器支架的結(jié)構(gòu)設(shè)計與CFD建模 |
| 2.1 雙加熱濕度傳感器的工作流程 |
| 2.2 雙加熱濕度傳感器物理模型的建立及求解參數(shù)的設(shè)定 |
| 2.3 本章小結(jié) |
| 第三章 硬件電路設(shè)計 |
| 3.1 雙加熱濕度傳感器電路設(shè)計 |
| 3.2 多路巡檢儀電路設(shè)計 |
| 3.3 PCB的布局布線 |
| 3.4 本章小結(jié) |
| 第四章 系統(tǒng)軟件設(shè)計 |
| 4.1 實時操作系統(tǒng)的移植與實現(xiàn) |
| 4.2 主控制器的開發(fā)工具和環(huán)境介紹 |
| 4.3 雙加熱濕度傳感器系統(tǒng)軟件設(shè)計 |
| 4.4 多路溫濕度巡檢儀系統(tǒng)軟件設(shè)計 |
| 4.5 傳感器溫度數(shù)據(jù)處理算法 |
| 4.6 本章小結(jié) |
| 第五章 CFD仿真與實驗結(jié)果分析 |
| 5.1 雙加熱濕度傳感器CFD仿真結(jié)果與分析 |
| 5.2 巡檢儀系統(tǒng)的BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)和粒子群算法擬合結(jié)果與分析 |
| 5.3 本章小結(jié) |
| 第六章 總結(jié)與展望 |
| 6.1 總結(jié) |
| 6.2 展望 |
| 參考文獻 |
| 致謝 |
| 作者簡介 |
（6）光纖光柵聚合物濕敏特性調(diào)控技術(shù)（論文提綱范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第1章 緒論 |
| 1.1 研究背景及意義 |
| 1.2 濕度傳感器的研究與應(yīng)用 |
| 1.3 光纖濕度傳感器概述 |
| 1.3.1 干涉型光纖濕度傳感器 |
| 1.3.2 倏逝波型光纖濕度傳感器 |
| 1.3.3 光強調(diào)制型光纖濕度傳感器 |
| 1.3.4 光纖光柵型濕度傳感器 |
| 1.4 國內(nèi)外光纖光柵濕度傳感器的進展 |
| 1.5 本文的主要內(nèi)容及創(chuàng)新點 |
| 1.5.1 主要內(nèi)容 |
| 1.5.2 創(chuàng)新點 |
| 第2章 光纖光柵型濕度傳感器的傳感機理 |
| 2.1 光纖布拉格光柵 |
| 2.1.1 光纖布拉格光柵制備 |
| 2.1.2 光纖布拉格光柵理論 |
| 2.1.3 光纖布拉格光柵濕度傳感模型 |
| 2.2 濕度敏感材料作用機理 |
| 2.2.1 濕度定義 |
| 2.2.2 聚酰亞胺概述 |
| 2.2.3 高分子材料吸附理論 |
| 2.2.4 極性基團與水分子作用機理 |
| 2.3 本章小結(jié) |
| 第3章 基于敏感薄膜的光纖光柵濕度傳感器 |
| 3.1 實驗所用材料及儀器 |
| 3.1.1 實驗所需材料和化學藥品 |
| 3.1.2 實驗所需設(shè)備和儀器 |
| 3.2 光纖光柵濕度傳感器的制備 |
| 3.2.1 光纖光柵涂覆層去除原理 |
| 3.2.2 基于化學偶聯(lián)的光纖光柵表面處理原理 |
| 3.2.3 光纖光柵處理步驟 |
| 3.2.4 聚酰亞胺敏感薄膜的制備 |
| 3.3 濕度傳感探頭性能的測試 |
| 3.3.1 測試系統(tǒng) |
| 3.3.2 測試方案 |
| 3.4 結(jié)果分析和討論 |
| 3.4.1 傳感器形貌與光譜測試 |
| 3.4.2 制備工藝對膜層厚度影響 |
| 3.4.3 不同膜層厚度傳感探頭濕敏性能測試 |
| 3.5 本章小結(jié) |
| 第4章 基于濕敏無機鹽增敏的光纖光柵濕度傳感器 |
| 4.1 濕敏無機鹽增敏原理 |
| 4.2 制備流程 |
| 4.3 結(jié)果討論 |
| 4.3.1 光纖形貌測試 |
| 4.3.2 不同無機鹽增敏性能測試 |
| 4.3.3 不同濃度溴化鋰摻雜性能測試 |
| 4.4 本章小結(jié) |
| 第5章 總結(jié)與展望 |
| 5.1 本文總結(jié) |
| 5.2 工作展望 |
| 致謝 |
| 參考文獻 |
| 攻讀碩士學位期間發(fā)表的學術(shù)成果 |
（7）面向密閉狹小空間氫氣和濕度監(jiān)測的光纖傳感材料和器件技術(shù)研究（論文提綱范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第1章 緒論 |
| 1.1 密閉系統(tǒng)氣氛監(jiān)測需求背景及研究現(xiàn)狀 |
| 1.2 氫氣傳感器國內(nèi)外研究進展 |
| 1.3 濕度傳感器國內(nèi)外研究進展 |
| 1.4 本論文的主要研究內(nèi)容與技術(shù)優(yōu)勢 |
| 1.4.1 內(nèi)容安排 |
| 1.4.2 主要創(chuàng)新點與特色 |
| 第2章 光纖氫氣傳感器的理論、制備與表征 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 光纖光柵 |
| 2.2.1 光纖光柵原理及其傳感機制 |
| 2.2.2 光纖光柵的制備方法 |
| 2.3 本文涉及的氫氣敏感材料 |
| 2.3.1 Pd合金氫氣敏感材料 |
| 2.3.2 ⅥB族金屬氧化物 |
| 2.4 氫氣敏感材料的制備 |
| 2.4.1 Pd合金的制備 |
| 2.4.2 WO_3/Pt薄膜的制備 |
| 2.4.3 介孔WO_3粉體的制備 |
| 2.4.4 離子插層MoO_3粉體的制備 |
| 2.5 氫氣敏感材料的表征 |
| 2.5.1 Pd合金薄膜的表征 |
| 2.5.2 WO_3/Pt薄膜的表征 |
| 2.5.3 介孔WO_3粉體的表征 |
| 2.6 本章小結(jié) |
| 第3章 應(yīng)用于無氧環(huán)境的鈀基光纖氫氣傳感系統(tǒng) |
| 3.1 引言 |
| 3.2 腐蝕增敏式Pd合金的光纖氫氣傳感系統(tǒng) |
| 3.3 基于光加熱Pd合金的光纖氫氣傳感系統(tǒng) |
| 3.4 本章小結(jié) |
| 第4章 應(yīng)用于有氧環(huán)境的ⅥB族金屬氧化物光纖氫氣傳感系統(tǒng) |
| 4.1 引言 |
| 4.2 基于介孔WO_3/Pt熱效應(yīng)的光纖氫氣傳感系統(tǒng) |
| 4.3 基于離子插層MoO_3/Pt熱效應(yīng)的光纖氫氣傳感系統(tǒng) |
| 4.4 基于光加熱WO_3薄膜的痕量光纖氫氣傳感系統(tǒng) |
| 4.5 基于WO_3薄膜的光電探測型光纖氫氣傳感系統(tǒng) |
| 4.6 本章小結(jié) |
| 第5章 應(yīng)用于密閉系統(tǒng)氣氛監(jiān)測的光纖濕度傳感系統(tǒng) |
| 5.1 引言 |
| 5.2 光纖端面介質(zhì)薄膜干涉型光纖濕度傳感器及其系統(tǒng) |
| 5.3 聚酰亞胺涂覆型光纖光柵濕度傳感器及其系統(tǒng) |
| 5.4 本章小結(jié) |
| 第6章 密閉系統(tǒng)氣氛監(jiān)測的應(yīng)用驗證 |
| 6.1 密閉系統(tǒng)氣氛監(jiān)測的模擬驗證 |
| 6.2 密閉系統(tǒng)氣氛監(jiān)測的實地驗證 |
| 第7章 總結(jié)與展望 |
| 7.1 全文總結(jié) |
| 7.2 展望 |
| 致謝 |
| 參考文獻 |
| 攻讀博士學位期間的科研成果 |
（8）基于聚酰亞胺納米纖維膜介電層的電容式觸滑覺傳感器（論文提綱范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第一章 緒論 |
| 1.1 柔性觸滑覺傳感器的研究背景 |
| 1.2 柔性觸滑覺傳感器的國內(nèi)外研究現(xiàn)狀 |
| 1.2.1 觸覺傳感實現(xiàn)形式的國內(nèi)外研究現(xiàn)狀 |
| 1.2.2 滑覺識別及三維力檢測的國內(nèi)外研究現(xiàn)狀 |
| 1.2.3 目前存在的問題 |
| 1.3 論文的各章節(jié)安排 |
| 第二章 電容式柔性觸滑覺傳感器結(jié)構(gòu)設(shè)計及性能分析 |
| 2.1 電容式柔性觸滑覺傳感單元設(shè)計 |
| 2.2 基于單層PI納米纖維膜介電層的傳感器仿真及理論分析 |
| 2.3 電容式柔性觸滑覺傳感單元的制作工藝 |
| 2.3.1 PI納米纖維膜介電層制作工藝 |
| 2.3.2 傳感器結(jié)構(gòu)層制造 |
| 2.3.3 單元合成工藝 |
| 2.4 電容式柔性觸滑覺傳感單元性能分析 |
| 2.4.1 基于單層不同材料介電層的傳感器觸滑覺性能分析 |
| 2.4.2 基于不同材料/PDMS支撐結(jié)構(gòu)復合介電層的傳感器觸滑覺性能分析 |
| 2.4.3 基于不同層數(shù)及層厚PI纖維膜介電層的傳感器觸滑覺性能分析 |
| 2.4.4 基于雙層不同材料介電層的滑覺性能分析 |
| 2.5 本章小結(jié) |
| 第三章 電容式柔性觸滑覺傳感器性能表征及陣列化設(shè)計 |
| 3.1 小尺寸電容式觸滑覺傳感器的性能表征 |
| 3.2 電容式柔性觸滑覺傳感器陣列化設(shè)計 |
| 3.2.1 電容式柔性觸滑覺傳感器陣列化設(shè)計布局 |
| 3.2.2 電容式柔性觸滑覺傳感器陣列化制作 |
| 3.3 電容式柔性觸滑覺傳感器陣列化性能測試 |
| 3.4 本章小結(jié) |
| 第四章 電容式柔性觸滑覺傳感陣列的檢測及顯示 |
| 4.1 電容式柔性觸滑覺傳感陣列的測試原理 |
| 4.1.1 基于AD7746的掃描電路原理及實現(xiàn) |
| 4.1.2 掃描電路設(shè)計 |
| 4.1.3 掃描電路印刷電路板設(shè)計 |
| 4.1.4 觸滑覺傳感器外圍引出導線的柔性連接 |
| 4.2 電容式柔性觸滑覺傳感陣列的位置信息提取 |
| 4.3 電容式柔性觸滑覺傳感陣列的動態(tài)實時顯示 |
| 4.4 本章小結(jié) |
| 第五章 總結(jié)與展望 |
| 5.1 總結(jié) |
| 5.2 展望 |
| 參考文獻 |
| 研究成果 |
| 致謝 |
（9）基于噴墨打印柔性傳感技術(shù)的研究（論文提綱范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 符號對照表 |
| 縮略語對照表 |
| 第一章 緒論 |
| 1.1 研究背景 |
| 1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀 |
| 1.3 本文研究內(nèi)容以及研究成果 |
| 1.4 論文組織結(jié)構(gòu) |
| 第二章 基于噴墨打印技術(shù)的PI表面金屬圖形化工藝研究 |
| 2.1 柔性傳感器的研究意義 |
| 2.2 柔性基底材料的選擇:聚酰亞胺(PI) |
| 2.3 金屬材料的選擇:納米銀材料(Ag) |
| 2.4 噴墨打印技術(shù)原理的研究 |
| 2.4.1 連續(xù)噴墨打印技術(shù)原理 |
| 2.4.2 按需噴墨打印原理 |
| 2.5 PI柔性襯底金屬圖形化工藝原理 |
| 2.5.1 傳統(tǒng)金屬化的工藝流程 |
| 2.5.2 基于噴墨打印技術(shù)的金屬化工藝研究 |
| 2.6 制備工藝 |
| 2.6.1 實驗儀器及材料 |
| 2.6.2 具體工藝流程 |
| 2.7 基于噴墨打印的PI/Ag薄膜的表征研究 |
| 2.7.1 打印測試圖形的光學照片 |
| 2.7.2 PI/Ag材料表征的測量 |
| 2.8 Ag/PI的電學性能及機械性能測試 |
| 2.8.1 燒結(jié)時間和溫度對Ag/PI薄膜電學性能的影響 |
| 2.8.2 PI/Ag薄膜的機械性能測試 |
| 2.9 本章小結(jié) |
| 第三章 基于噴墨打印的柔性溫度傳感器的研究 |
| 3.1 基于噴墨打印的柔性溫度傳感器的設(shè)計及制造 |
| 3.1.1 常用溫度傳感器工作原理 |
| 3.1.2 柔性溫度傳感器設(shè)計及制作 |
| 3.2 柔性溫度傳感器的測試及分析 |
| 3.3 基于柔性溫度傳感器測量電路的設(shè)計 |
| 3.3.1 測量電路設(shè)計原理 |
| 3.3.2 仿真結(jié)果分析 |
| 3.4 與其他電阻型溫度傳感器的比較 |
| 3.5 本章小結(jié) |
| 第四章 基于噴墨打印的柔性濕度傳感器的研究 |
| 4.1 柔性濕度傳感器的結(jié)構(gòu)和工作原理 |
| 4.2 基于噴墨打印的柔性濕度傳感器的設(shè)計及制造 |
| 4.2.1 濕度傳感器形狀設(shè)計 |
| 4.2.2 濕度傳感器的制造工藝 |
| 4.3 柔性濕度傳感器的測試及分析 |
| 4.3.1 濕度測試環(huán)境及實驗設(shè)備 |
| 4.3.2 濕度傳感器測試結(jié)果討論 |
| 4.4 基于提高濕度傳感器響應(yīng)速度的設(shè)計與分析 |
| 4.4.1 算法模型的建立 |
| 4.4.2 計算結(jié)果與分析 |
| 4.5 基于柔性濕度傳感器測量電路的設(shè)計 |
| 4.5.1 電容傳感器C/V轉(zhuǎn)換設(shè)計原理 |
| 4.5.2 電路系統(tǒng)級設(shè)計及指標選取 |
| 4.5.3 運算放大器的具體實現(xiàn) |
| 4.5.4 仿真結(jié)果分析 |
| 4.6 本章小結(jié) |
| 第五章 基于噴墨打印技術(shù)的傳感器的集成 |
| 5.1 基于柔性溫度傳感器數(shù)據(jù)的無線傳輸設(shè)計 |
| 5.2 柔性傳感器的集成 |
| 5.3 本章小結(jié) |
| 第六章 總結(jié)與展望 |
| 參考文獻 |
| 致謝 |
| 作者簡介 |
（10）溫濕壓多功能傳感器集成變送電路的設(shè)計及優(yōu)化（論文提綱范文）
| 摘要 |
| abstract |
| 第一章 緒論 |
| 1.1 引言 |
| 1.2 溫濕壓傳感器變送電路的國內(nèi)外發(fā)展現(xiàn)狀 |
| 1.2.1 溫濕壓傳感器概況 |
| 1.2.2 溫濕壓傳感器變送電路研究現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢 |
| 1.3 本課題的研究背景與意義 |
| 1.3.1 課題研究背景 |
| 1.3.2 研究意義 |
| 1.4 論文主要工作與結(jié)構(gòu)安排 |
| 第二章 溫濕壓傳感器及其信號處理電路簡介 |
| 2.1 溫濕壓傳感器芯片整體設(shè)計 |
| 2.2 溫度傳感器及其信號處理 |
| 2.2.1 CMOS工藝下雙極型晶體管簡介 |
| 2.2.2 溫度傳感器常用信號處理電路 |
| 2.3 濕度傳感器及其接口電路 |
| 2.3.1 電容式濕度傳感器簡介 |
| 2.3.2 電容式傳感器常用接口電路 |
| 2.4 壓力傳感器及其接口電路 |
| 2.4.1 壓阻式壓力傳感器簡介 |
| 2.4.2 壓阻式傳感器常用接口電路 |
| 2.5 模擬電路版圖設(shè)計簡介 |
| 2.5.1 版圖介紹 |
| 2.5.2 版圖設(shè)計要點 |
| 2.6 本章小結(jié) |
| 第三章 溫濕壓傳感器變送電路的設(shè)計和優(yōu)化 |
| 3.1 溫度傳感器信號處理電路 |
| 3.1.1 溫度傳感器的非理想效應(yīng) |
| 3.1.2 二階曲率補償?shù)膸痘鶞?/td> |
| 3.1.3 溫度傳感器信號處理電路設(shè)計 |
| 3.1.4 溫度模塊仿真 |
| 3.2 濕度傳感器信號處理電路設(shè)計 |
| 3.2.1 開關(guān)電容接口電路 |
| 3.2.2 一種新型開關(guān)電容電路的優(yōu)化設(shè)計 |
| 3.2.3 濕度模塊仿真分析 |
| 3.3 壓力傳感器信號處理電路設(shè)計 |
| 3.3.1 壓力傳感器接口電路設(shè)計 |
| 3.3.2 壓力模塊仿真分析 |
| 3.4 溫濕壓模塊版圖設(shè)計 |
| 3.5 本章小結(jié) |
| 第四章 片上single-slope ADC設(shè)計 |
| 4.1 片上ADC的結(jié)構(gòu)和工作原理 |
| 4.1.1 模數(shù)轉(zhuǎn)換器的工作原理 |
| 4.1.2 模數(shù)轉(zhuǎn)換器的性能指標 |
| 4.1.3 片上ADC的結(jié)構(gòu)選擇及優(yōu)化設(shè)計 |
| 4.2 ADC電路關(guān)鍵模塊設(shè)計 |
| 4.2.1 采樣保持電路 |
| 4.2.2 斜坡發(fā)生器 |
| 4.2.3 比較器 |
| 4.2.4 信號存儲單元 |
| 4.2.5 格雷碼計數(shù)器 |
| 4.2.6 電流比較器 |
| 4.2.7 碼型轉(zhuǎn)換 |
| 4.3 片上ADC整體仿真 |
| 4.3.1 功能仿真 |
| 4.3.2 性能仿真 |
| 4.4 ADC模塊版圖設(shè)計 |
| 4.5 本章小結(jié) |
| 第五章 溫濕壓傳感器讀出電路測試 |
| 5.1 流片與封裝 |
| 5.2 芯片測試系統(tǒng)設(shè)計 |
| 5.3 溫濕壓讀出電路芯片測試結(jié)果 |
| 5.4 本章小結(jié) |
| 第六章 總結(jié)與展望 |
| 6.1 總結(jié) |
| 6.2 展望 |
| 致謝 |
| 參考文獻 |
| 攻讀碩士學位期間取得的成果 |
四、基于聚酰亞胺的溫濕壓集成傳感器（論文參考文獻）
- [1]基于聚酰亞胺薄膜的電容式濕度傳感器研究[D]. 黃宜明. 江南大學, 2021(01)
- [2]柔性溫濕度傳感器的制備及特性研究[D]. 賈礫. 電子科技大學, 2021(01)
- [3]基于石墨烯異質(zhì)敏感材料的LC諧振式柔性傳感器關(guān)鍵技術(shù)研究[D]. 張磊. 中北大學, 2020(03)
- [4]基于0.18μmCMOS工藝的電容式濕度傳感器接口電路設(shè)計[D]. 桑運明. 黑龍江大學, 2020(04)
- [5]雙加熱濕度傳感器及其校驗系統(tǒng)設(shè)計[D]. 茆文杰. 南京信息工程大學, 2020(02)
- [6]光纖光柵聚合物濕敏特性調(diào)控技術(shù)[D]. 吳恒. 武漢理工大學, 2020(08)
- [7]面向密閉狹小空間氫氣和濕度監(jiān)測的光纖傳感材料和器件技術(shù)研究[D]. 王高鵬. 武漢理工大學, 2020(01)
- [8]基于聚酰亞胺納米纖維膜介電層的電容式觸滑覺傳感器[D]. 朱宇超. 廈門大學, 2019
- [9]基于噴墨打印柔性傳感技術(shù)的研究[D]. 張帆. 西安電子科技大學, 2019(02)
- [10]溫濕壓多功能傳感器集成變送電路的設(shè)計及優(yōu)化[D]. 沈毓恒. 電子科技大學, 2019(01)
標簽：濕度傳感器論文; 傳感器技術(shù)論文; 無線傳感器論文; 機器人傳感器論文; 聚酰亞胺薄膜論文;