文档介绍：大连理工大学
硕士学位论文
ZrO<,2>湿度传感器湿滞和温漂特性改善研究及其FPGA实现
姓名:喻志伟
申请学位级别:硕士
专业:电路与系统
指导教师:王兢;戚金清
20091201
摘要下载到剐盯基于纳米材料的半导体湿度传感器表现出的温度漂移、湿滞、非线性等问题严重影响了传感器的测量精度。因此,对湿度传感器输出特性的改善尤其重要,特别是要实现高精度的测量。实验采用了高吸附性的单斜晶型的纳米材料制作了湿敏元件并测试了元件的湿敏特性。结果表明元件对湿度响应较好。在相对湿度%~%范围内,元件的电阻变化了四个数量级。测试频率在段冢薪虾玫南咝远取=岷湿敏元件设计了湿度测量电路。在不同湿度环境下,测得了温度特性和湿滞特性的样本用神经网络和貴神经网络来解决传感器的温度漂移和湿滞问题。通过比较不同隐层神经元个数和不同学习算法的神经网络,确定了网络的结构。针对神经网络容易陷入局部极小值,训练速度慢等缺点,将遗传算法与神经网络结合,对网络进行改进。并用缬隑缂捌涓慕缃斜冉希峁砻鱅强诒平能力、学习速度、网络鲁棒性等方面均优于网络。基于实现了湿滞补偿的神经网络、温度补偿的神经网络和湿滞补偿的窬纭⑽露炔钩サ腞神经网络。在实现神经网络的过程中,为了发挥神经网络的并行优势,输入层经隐层到输出层采用并行运算的连接方式,并且通过设置控制信号实现了湿滞补偿的神经网络和温度补偿的神经网络的资源复用。在实现窬绲墓讨校捎谝愕纳窬8鍪冉隙啵A私谑淖试则用了串行连接的方式,但是这样却增加了完成网络计算的周期。实验在操作平台上完成,用进行功能仿真和时序验证,达到设计要求后,将程序开发板上,通过控制壕料允窘峁=峁荼砻骶瑽神经网络补偿后平均误差由%下降到%,经过狥神经网络补偿后平均误差下降到%,有效地提高了传感器的输出精度。关键词:温度补偿;湿滞补偿;神经网络;大连理工大学硕士学位论文数据。
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学位论文题目:她湿座位盛墨蕴晔猯重缝蝗邈蔓耷痘蕉墓碰垒宴观作者签名:嗌釉日期:肔年』二月耆大连理工大学学位论文独创性声明作者郑重声明:所呈交的学位论文,是本人在导师的指导下进行研究工作所取得的成果。尽我所知,除文中已经注明引用内容和致谢的地方外,本论文不包含其他个人或集体已经发表的研究成果,也不包含其他已申请学位或其他用途使用过的成果。与我一同工作的同志对本研究所做的贡献均已在论文中做了明确的说明并表示了谢意。若有不实之处,本人愿意承担相关法律责任。
学位论文题目:丝主星熏篷盛翌蕉迷絠显鹭丝丝薹础屡墓幽室丑年碌┤日期:点翌日期:垒聊辍籐月上￡日大连理工大学学位论文版权使用授权书本人完全了解学校有关学位论文知识产权的规定,在校攻读学位期间论文工作的知识产权属于大连理工大学,允许论文被查阅和借阅。学校有权保留论文并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版,可以将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索,可以采用影印、缩印、或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文。作者签名导师签名大连理工大学硕士学位论文
绪论湿度传感器的介绍及分类传感器是将各种非电量ㄎ锢砹俊⒒Я俊⑸锪康按一定规律转换成便于处理和传输的物理量话阄5缌的装置,湿度传感器是基于其功能材料能发生与湿度有关的物理效应或化学反应的基础上制造的【心】。要研制和生产出高性能的湿度传感器,关键在于材料和工艺。根据所使用的材料的不同,湿度传感器分为电介质型、陶瓷型、高分子型和半导体型等。从性能的总体上看,无论哪一种材料制成的传感器,都会有各自的特点,既有长处,也有短处,它们分别能满足某些方面的要求。这里只介绍半导体湿度传感器【俊U馐鞘6却ǜ衅髦凶畲蟮囊焕啵分址倍唷湿敏元件可以通过蒸发工艺在电绝缘物表面上制备一层具有吸湿性的元素半导体薄膜来制成。通常利用和等元素半导体的蒸发膜制备湿敏器件,锗的蒸发膜厚度。锗的湿敏器件的电阻值很高。在相对湿度为%时,约等于它比较适用于高湿度的测量。锗的湿敏器件的特点是不受环境中灰尘等的影响,能够得到比较精确的测量结果。然而在制备器件时,锗的蒸发膜的老化需要较长时间,并且器如金属硒蒸发膜湿敏器件好。一般来说,硒蒸发膜的湿敏器件的电阻值比锗蒸发膜的湿敏器件电阻值低,被测湿度范围较大,但它也有和锗膜湿敏器件同样的需要较长老化时元素半导体湿敏器件的膜要做得足够薄,不然会使湿度影响表面及界面电导的变化不能起支配作用。并且这类器件在使用过程中因损伤、腐蚀和挥发等影响器件的精度、稳定性、和寿命。所以这些器件未能得到广泛应用。金属氧化物半导体