检索结果-内蒙古大学图书馆

传感器与微系统 2024年第2期43卷 127-129,133页

作者：陆畅申欣欣赵文强张睿段俊萍张斌珍中北大学仪器科学与动态测试教育部重点实验室山西太原030051

提出了一种具有双陷波可重构特性的蓝牙/超宽带(UWB)天线。天线由削顶圆形单极子天线加载1/4波长圆弧枝节组成。在圆形贴片上刻蚀2个半波长圆形缝隙,实现WLAN(5.125~5.825 GHz)和ITU(8.025~8.4 GHz)频段的陷波功能。通过控制安装在陷波... 详细信息

提出了一种具有双陷波可重构特性的蓝牙/超宽带(UWB)天线。天线由削顶圆形单极子天线加载1/4波长圆弧枝节组成。在圆形贴片上刻蚀2个半波长圆形缝隙,实现WLAN(5.125~5.825 GHz)和ITU(8.025~8.4 GHz)频段的陷波功能。通过控制安装在陷波结构中PIN二极管的工作状态,能够实现陷波的可重构特性。测试与仿真结果表明:在天线工作频段2.39~2.52 GHz和2.92~12 GHz内,天线辐射性能良好,峰值增益达到5.2 dBi。可广泛应用在各种通信系统。

关键词：圆形单极子天线双陷波可重构

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基于NFC的无源无线旋转式减阻率测量

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传感技术学报 2023年第2期36卷 182-187页

作者：王文廉赵永峰王玉中北大学仪器科学与动态测试教育部重点实验室山西太原030051 中北大学电子测试技术国家重点实验室山西太原030051

NFC适用于旋转状态下稳定的数据采集与无线交互,且其无源的特点使得采集端的设计更为小巧灵活,可避免旋转过程中测量系统的线路束缚和因偏轴对数据造成的严重误差。据此设计了一种基于NFC(ISO15693协议)的无源无线测量系统,采用旋转法... 详细信息

NFC适用于旋转状态下稳定的数据采集与无线交互,且其无源的特点使得采集端的设计更为小巧灵活,可避免旋转过程中测量系统的线路束缚和因偏轴对数据造成的严重误差。据此设计了一种基于NFC(ISO15693协议)的无源无线测量系统,采用旋转法对一种特制喷涂减阻材料的减阻率进行测量。测量过程中设置对照组并重复多次实验,分别得到恒定转速条件下减阻率随减阻涂层厚度的变化关系、恒定减阻涂层厚度条件下减阻率随转速的变化关系。通过对实验数据分析,表明本系统能够准确测量旋转状态下减阻材料的减阻率。

关键词： NFC 无源无线对照组减阻率

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非谐振式的电磁-摩擦复合式纳米发电机

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中北大学学报（自然科学版） 2023年第4期44卷 455-464页

作者：任静何剑中北大学仪器科学与动态测试教育部重点实验室山西太原030051

针对人体机械能频率低(<10 Hz)、振幅高、运动不规则的特点,为了实现对人体机械能的高效采集,本文利用非线性频带拓宽技术的单稳态法设计了一款非谐振式摩擦-电磁复合式能量采集器。该器件将电磁发电机(Electromagnetic Nanogenerato... 详细信息

针对人体机械能频率低(<10 Hz)、振幅高、运动不规则的特点,为了实现对人体机械能的高效采集,本文利用非线性频带拓宽技术的单稳态法设计了一款非谐振式摩擦-电磁复合式能量采集器。该器件将电磁发电机(Electromagnetic Nanogenerator,EMG)和摩擦纳米发电机(Triboelectric Nanogenerator,TENG)集成至一个具有非线性特性的磁悬浮系统中,利用非线性系统幅频曲线共振峰值偏移现象,拓宽了器件的频率响应范围;引入了柔性多层摩擦发电单元,不仅增强了器件的低频响应特性,还提高了器件的输出功率。测试结果表明:在6 Hz、10 m/s^(2)的振动条件下,当外接电阻为100 MΩ,顶部摩擦发电单元TENG1和底部摩擦单元TENG2的瞬时输出功率分别为202.5μW和348.1μW;当外接电阻为60Ω时,两组电磁发电单元EMG1和EMG2的瞬时输出功率均可达到150 mW。此外,设计的复合式能量采集器不仅可以通过人体在4 min内的运动将容值0.022 F的电容器从0 V充电到3.3 V,还可以驱动低功耗传感器。所设计能量采集器突破了传统谐振式能量采集器在低频、随机振动环境下能量采集效率低的难题,能够用于自供电式低功耗便携式电子产品。

关键词：复合式能量采集器磁悬浮系统电磁发电机摩擦纳米发电机人体机械能便携式电子产品

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膛压测试仪模拟环境因子校准的数据拟合方法研究

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电子测量技术 2023年第2期46卷 87-92页

作者：郝旭娥沈大伟张艳兵中北大学仪器科学与动态测试教育部重点实验室太原030051

针对膛压测试仪环境因子校准中的数据处理采用最小二乘法进行线性拟合,忽略异常值影响的问题,作者采用最小距离平方和法和加权最小二乘法两种方法分别对校准数据进行拟合,从F显著性检验和样本可决系数两个方面对仿真结果分析,并与最小... 详细信息

针对膛压测试仪环境因子校准中的数据处理采用最小二乘法进行线性拟合,忽略异常值影响的问题,作者采用最小距离平方和法和加权最小二乘法两种方法分别对校准数据进行拟合,从F显著性检验和样本可决系数两个方面对仿真结果分析,并与最小二乘法相对比,找到更适合在高温高压高冲击的恶劣环境下采集的数据进行拟合的可方便使用的方法来代替最小二乘法,从而获得置信度高、可为武器身管设计提供数据依据的灵敏度系数。仿真结果表明,最小距离平方和法拟合效果最优,但其精度与最小二乘法相差很小,综合考虑最小二乘法因其使用简便更适合对膛压的校准数据进行线性拟合。

关键词：膛压测试压力校准最小二乘法最小距离平方和法加权最小二乘法

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针尖-样品距离对扫描微波显微成像的影响分析

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电子显微学报 2024年第3期43卷 303-308页

作者：薛一凡王采慧裴涛温焕飞中北大学仪器与电子学院仪器科学与动态测试教育部重点实验室山西太原030051

随着芯片制备工艺的不断完善,半导体集成电路朝着小型化、集成化的方向不断发展,给近场微波成像技术带来了新的挑战。本文建立了探针-样品三维电磁耦合模型,并利用有限元数值分析法研究了探针针尖与样品之间的电磁相互作用。在不同探针... 详细信息

随着芯片制备工艺的不断完善,半导体集成电路朝着小型化、集成化的方向不断发展,给近场微波成像技术带来了新的挑战。本文建立了探针-样品三维电磁耦合模型,并利用有限元数值分析法研究了探针针尖与样品之间的电磁相互作用。在不同探针-样品间距下,对硅基芯片表面结构进行扫描微波成像。成像结果与仿真结果相一致,随着针尖-样品间距的增加,扫描微波测试系统的灵敏度和分辨率降低。对于由原子力显微术结合微波测量技术发展而来的扫描微波显微镜的改进与产业化具有重大意义。

关键词：扫描微波显微镜有限元法电磁建模针尖-样品间距

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金刚石NV色心系综内14N核自旋测量与调控

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微纳电子技术 2023年第7期60卷 1124-1131页

作者：高研杰郭浩唐军中北大学仪器科学与动态测试教育部重点实验室太原030051

金刚石内氮空位(NV)色心中的氮核自旋是一个原子级别磁结构,无法如同NV电子自旋一样在任意磁场下受光泵浦极化。随机指向的氮核自旋缩短了NV色心电子自旋的相干时间,限制了NV色心电子自旋的传感测量能力。通过激光、微波和射频脉冲共同... 详细信息

金刚石内氮空位(NV)色心中的氮核自旋是一个原子级别磁结构,无法如同NV电子自旋一样在任意磁场下受光泵浦极化。随机指向的氮核自旋缩短了NV色心电子自旋的相干时间,限制了NV色心电子自旋的传感测量能力。通过激光、微波和射频脉冲共同作用完成NV色心中氮核自旋的磁共振测量和调控,表明其可以被调控和初始化。研究结果表明,NV色心中的14N核自旋在2.79、4.95和7.11 MHz处具有共振信号。测量得到的核自旋系综Rabi信号在11个π脉冲的脉冲宽度射频作用后仍然具有明显相干性,而电子自旋系综在7个π脉冲的脉冲宽度微波作用后已经完全退相干,表明其具有远优于NV电子自旋的相干性质。引入单个π脉冲脉冲宽度的射频信号后,14N核自旋在一个态上的布居数降低了50%。这项工作可为在基于NV色心的传感测量应用中引入核自旋调控提升传感能力提供技术支撑。

关键词：金刚石氮空位(NV)色心光探测磁共振超精细耦合 14N核自旋调控核自旋极化

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具有温度补偿的非分光红外CO_(2)传感器设计

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红外与激光工程 2022年第3期51卷 184-190页

作者：刘灿靳长明谭秋林张磊张雅楠中北大学电子测试技术重点实验室山西太原030051 中北大学仪器科学与动态测试教育部重点实验室山西太原030051

近年来,温室效应愈发明显,环境二氧化碳(CO_(2))浓度增加带来的副作用严重影响了人们的生产生活。目前,商业化的CO_(2)传感器体积较大,便携化、高精度、模块化等方面不尽人意,设计了一种基于热释电的非分光红外法(NDIR) CO_(2)浓度测量... 详细信息

近年来,温室效应愈发明显,环境二氧化碳(CO_(2))浓度增加带来的副作用严重影响了人们的生产生活。目前,商业化的CO_(2)传感器体积较大,便携化、高精度、模块化等方面不尽人意,设计了一种基于热释电的非分光红外法(NDIR) CO_(2)浓度测量系统,主要分为气室结构设计、信号电路设计、软件控制设计与数据处理四个部分。气室结构设计方面采用单通道结构设计,并对气室进行了光学仿真,最终确定了气室的尺寸,有效提高了系统的测量精度。信号电路设计方面设计了一种基于差分方式的小信号放大电路,将有效信号从噪声中提取并放大,提高分辨率。软件控制设计方面应用数字滤波算法,滤除干扰与杂波,提取数据中的有效值,提高信噪比。数据处理方面,搭建CO_(2)气体测试平台,通过温湿度与峰峰值补偿公式补偿温度对峰峰值产生的影响,再使用25℃下曲线拟合法计算气体浓度值,最终通过串口输出。经过测试,该系统测量范围为5%,相对误差值在1500 ppm以内,能够满足防火报警、矿下监测等场合的安全测试需求。

关键词：非分光红外(NDIR) 气室光学仿真信号处理电路温度补偿浓度算法

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基于几何精度因子的磁目标参数解算优化方法

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电子测量技术 2024年第22期47卷 10-18页

作者：陈碧聪张晓明张鸽蒋仕龙中北大学电子测试技术国家重点实验室太原030051 中北大学仪器科学与动态测试教育部重点实验室太原030051

基于三轴磁传感器阵列的磁性目标参数(位置、磁矩)求解常受传感器噪声等观测误差影响,导致结果可靠性不强。为降低观测误差、测量噪声等对解算结果的影响,本文中利用几何精度因子的原理对磁传感器阵列的布局进行优化,降低噪声等观测误... 详细信息

基于三轴磁传感器阵列的磁性目标参数(位置、磁矩)求解常受传感器噪声等观测误差影响,导致结果可靠性不强。为降低观测误差、测量噪声等对解算结果的影响,本文中利用几何精度因子的原理对磁传感器阵列的布局进行优化,降低噪声等观测误差对磁性参数解算时的干扰能力。经仿真实验,比较三传感器在不同排布下观测平面的几何精度因子均值与方差,找到可靠的传感器阵列优化布局方案:参考圆半径r为观测平面的20%~30%;传感器阵列位于参考圆弧上,且以正三角形排布;参考圆所在平面与观测平面距离d为0。经试验验证,传感器阵列未以优化布局排布时,利用LM算法对三轴磁矩矢量的解算偏差[m_(x),m_(y),m_(z)]最大为:[0.034 4,0.027 9,0.028 8] A·m^(2),位置解算偏差[x,y,z]最大为:[3.37,3.14,3.31] cm;优化阵列布局后,其解算偏差[m_(x),m_(y),m_(z)]与[x,y,z]的最大值分别降低了[75.37%,78.66%,76.74%]与[72.67%,92.83%,85.76%]。传感器阵列布局的优化对提高磁性目标参数解算精度具有一定的指导意义。

关键词：传感器阵列优化几何精度因子磁性目标定位磁矩解算磁偶极子模型磁场

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BPSK磁感应通信关键因素及性能分析

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电子测量技术 2024年第24期47卷 76-84页

作者：李欣甜张晓明张鸽中北大学电子测试技术国家重点实验室太原030051 中北大学仪器科学与动态测试教育部重点实验室太原030051

为满足复杂海域中UUV集群协作通信的需求,提出一种基于BPSK的磁感应通信系统。通过建立信道传输模型,分析不同收发模型、海水、载波同步和载波频率对信道传输的影响,结合MATLAB仿真与实验进行验证。仿真结果表明,BPSK调制在复杂信道条... 详细信息

为满足复杂海域中UUV集群协作通信的需求,提出一种基于BPSK的磁感应通信系统。通过建立信道传输模型,分析不同收发模型、海水、载波同步和载波频率对信道传输的影响,结合MATLAB仿真与实验进行验证。仿真结果表明,BPSK调制在复杂信道条件下表现优越;一发三收模型对姿态变化不敏感;相位偏移是涡流效应中的主要因素,载波同步显著降低其影响,最终结果显示误码率降低至10-3数量级,能够有效满足UUV集群协作通信的需求,验证了该系统在复杂海域条件下的高稳定性和可靠性,最后通过硬件实验进一步验证了该系统的可行性。

关键词：磁感应通信 UUV集群 BPSK 载波同步磁感应线圈锁相环

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基于伪速度谱的BGA芯片冲击失效边界研究

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兵器装备工程学报 2024年

作者：雷增钰曹慧亮石云波李杰张志峰中北大学仪器与电子学院中北大学仪器科学与动态测试教育部重点实验室山西北方机械制造有限责任公司

BGA芯片是弹载电子封装设备中的典型电子器件。针对高性能火炮和电磁炮发射过程中连续多脉冲高过载冲击下极易导致弹载电子封装设备的失效问题，采用伪速度谱分析的方法构造了BGA芯片的冲击失效边界曲线，利用有限元仿真软件COMSOL完成... 详细信息

BGA芯片是弹载电子封装设备中的典型电子器件。针对高性能火炮和电磁炮发射过程中连续多脉冲高过载冲击下极易导致弹载电子封装设备的失效问题，采用伪速度谱分析的方法构造了BGA芯片的冲击失效边界曲线，利用有限元仿真软件COMSOL完成了BGA芯片板级电路的数值仿真，验证了该失效边界曲线的正确性。通过Hopkinson压杆测试系统对BGA芯片板级电路进行冲击试验，结果表明：在23 261 g时BGA芯片板级电路焊盘和焊点断裂脱落，证实了理论及仿真分析结果。研究成果可以为弹载电子封装设备的防护提供量化标准，有较强的工程应用意义。

关键词：伪速度谱 BGA芯片冲击失效有限元仿真冲击试验

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