气象传感器设计理论
livox_mid40_和_mid360数据原理_理论说明
livox mid40 和mid360数据原理理论说明1. 引言1.1 概述本文旨在对Livox MID-40和MID-360的数据原理进行理论说明。
激光雷达作为一种重要的传感器技术，能够实现高精度的三维环境感知与定位，逐渐在自动驾驶、无人机、机器人等领域得到广泛应用。
而Livox MID-40和MID-360则是由Livox公司推出的两款创新型激光雷达产品，具备突破性的性能和应用优势。
1.2 文章结构本文共分为五个主要部分。
引言部分将提供对整篇文章内容的概览，并介绍选题背景和目标。
接下来，在第二部分中将详细阐述Livox MID-40数据原理，包括激光雷达基本原理、MID-40数据获取方式以及数据处理和算法应用。
第三部分将着重探讨Livox MID-360的数据原理，包括多线激光扫描技术基础、MID-360数据采集及处理方法以及应用场景与案例分析。
在第四部分，我们将介绍实验设置和数据采集过程，并详细说明数据处理与可视化分析方法，并最后进行结果讨论与比较分析。
最后，第五部分将给出本文的结论总结，并展望Livox MID-40和MID-360在未来的发展前景和应用推广。
1.3 目的通过本文的撰写，旨在深入探究Livox MID-40和MID-360两款激光雷达产品的数据原理。
我们将全面解析这两款产品背后所采用的技术原理与算法，并结合实验结果进行分析和对比。
期望通过这篇文章，读者对Livox MID-40和MID-360有一个全面而深入的了解，进一步认识到它们在环境感知与定位领域的重要性和应用价值。
此外，本文也将为相关研究人员提供指导和启示，以促进激光雷达技术及其应用领域的发展。
2. Livox MID-40数据原理:2.1 激光雷达基本原理:激光雷达是一种主动传感器，它利用激光束发射器连续或脉冲地发射一束狭窄且高强度的激光束。
当激光束与目标物相交时，它会被目标物散射、反射或吸收。
接收器会接收到经过散射、反射或吸收而返回的激光，并测量返回激光的时间和强度。
压力传感器的技术指标 传感器技术指标
压力传感器的技术指标传感器技术指标1、灵敏度通常，在传感器的线性范围内，希望传感器的灵敏度越高越好。
由于只有灵敏度高时，与被测量变化对应的输出信号的值才比较大，有利于信号处理。
但要注意的是，传感器的灵敏度高，与被测量无关的外界噪声也简单混入，也会被放大系统放大，影响测量精度。
因此，要求传感器本身应具有较高的信噪比，尽量削减从外界引入的厂扰信号。
传感器的灵敏度是有方向性的。
当被测量是单向量，而且对其方向性要求较高，则应选择其它方向灵敏度小的传感器；假如被测量是多维向量，则要求传感器的交叉灵敏度越小越好。
2、频率响应特性传感器的频率响应特性决议了被测量的频率范围，必需在允许频率范围内保持不失真的测量条件，实际上传感器的响应总有定延迟，希望延迟时间越短越好。
传感器的频率响应高，可测的信号频率范围就宽，而由于受到结构特性的影响，机械系统的惯性较大，因有频率低的传感器可测信号的频率较低。
在动态测量中，应依据信号的特点（稳态、瞬态、随机等）响应特性，以免产生过火的误差。
3、线性范围传感器的线形范围是指输出与输入成正比的范围。
以理论上讲，在此范围内，灵敏度保持定值。
传感器的线性范围越宽，则其量程越大，并且能保证肯定的测量精度。
在选择传感器时，当传感器的种类确定以后首先要看其量程是否充足要求。
但实际上，任何传感器都不能保证肯定的线性，其线性度也是相对的。
当所要求测量精度比较低时，在肯定的范围内，可将非线性误差较小的传感器貌似看作线性的，这会给测量带来极大的便利。
4、稳定性传感器使用一段时间后，其性能保持不变化的本领称为稳定性。
影响传感器长期稳定性的因素除传感器本身结构外，重要是传感器的使用环境。
因此，要使传感器具有良好的稳定性，传感器必需要有较强的环境适应本领。
在选择传感器之前，应对其使用环境进行调查，并依据实在的使用环境选择合适的传感器，或实行适当的措施，减小环境的影响。
传感器的稳定性有定量指标，在超过使用期后，在使用前应重新进行标定，以确定传感器的性能是否发生变化。
当前传感器技术的应用与发展
当前传感器技术的应用与发展【摘要】传感器技术是当前科技的现代信息技术前沿技术之一，传感器技术水平高低作为一个国家科技发展水平高低的重要标志。
传感器产业技术含量高、经济效益好、渗透能力强、市场前景广等特点，本文对常见传感器技术进行了说明，展望了传感器技术未来发展趋势。
【关键词】传感器技术光纤红外一、引言传感器是对被测对象的某一信息具有响应与检出功能，按照一定规律转换成输出信号的装置。
传感器是研究对象与测控系统的接口位置，一切科学研究和生产过程所要获取的信息都要通过它转换为容易传输和处理的电信号。
传感器技术是当前前沿技术，同计算机技术和通信技术共同被称为信息技术的三大支柱，现代传感器技术具有巨大的应用空间，其具有巨大发展前景。
二、传感器概述传感器是指将被测量转化为定量认识的信号的传感器，其感受被测量，并按规律转化为输出信号的装置。
传感器由敏感元件、转换元件、测量电路和辅助电源四部分组成。
传感器能感受到被测量的变化并将其不失真地转换成容易测量的量。
被测量有一般有两种形式，一种是稳定的，称为静态信号。
另一种是随着时间变化的，称为动态信号。
传感器的基本特性用静态特性和动态特性来描述，衡量传感器的静态特性指标有线性度、灵敏度、迟滞、重复性、分辨率和漂移等。
影响传感器的动态特性主要是传感器的固有因素，如温度传感器的热惯性等，动态特性还与传感器输入量的变化形式有关[1]。
三、传感器技术历史传感器技术是二十世纪中期出现的，随着各国机械工业、电子、计算机、自动化等相关信息化产业的迅猛发展，欧美西方国家传感器研发及其相关技术产业的发展处于领先地位。
我国从二十世纪六十年代开始传感技术的研究与开发，当前在传感器研究开发、设计、制造、可靠性改进等方面具备了一定能力，现初步形成了传感器研究、开发、生产和应用的体系，并在数控机床攻关中取得了具有世界领先的成果。
但国产传感器还不能完全适应我国经济与科技的迅速发展要求。
四、传感器技术的应用（一）光纤测量技术。
基于红外感应的冰雪路面监测原理
基于红外感应的冰雪路面监测原理作者：刘红星刘卫松来源：《中国科技博览》2014年第19期[摘要]随着人们的生活水平的提高，对出行的安全性要求也随之增强。
道路积水或结冰是影响道路交通安全性的一项重要指标，与人们的日常生活密不可分，因此检测冰雪路面对人们的安全出行有着重要意义。
参阅了大量国内外的有关技术及文献，选取了一些实际可行的测量方式方法，通过实验验证，给予了一些清晰的观点。
结合国内实际情况，在电容式、光纤式、机械振动式、声波式以及红外式结冰传感器选取了红外线作为研究着重点，综述了其原理及工作过程，并阐述其在实际效用中的可行性。
[关键词]主动式红外线传感器道路结冰检测系统光反射系数中图分类号：TP391 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2014）19-0333-01背景：我国高速公路在最近几年发展迅速，已然成为一种不可替代的、具有很强灵活性的运输方式。
截止到2013年初，我国高速公路总里程达到9.62万公里，居世界第一。
随着我国汽车保有量不断攀升，高速公路仍将以一个很高的态势持续快速发展。
在高速公路行车安全方面，我国的信息化高速公路正在不断发展，使行车安全性不断增强，在过去的2013年，我国高速公路总事故率下降8%，正说明，科学、信息化的基础设施建设和高度集成化的管理方式给高速公路的安全带来了不可估量的正影响。
在高速公路行车过程中，路面积水或结冰容易造成路面抗滑能力显著降低，增加汽车的制动距离，容易使车辆发生打滑或侧翻，是影响行车安全一种重要的因素。
路面结冰自动检测、及时预警和自动应急处理对于保障行车安全、减少交通事故具有重要意义。
国内外研究现状：高速公路路面结冰检测系统是用来检测与预报道路路面状况的系统，由于其在军事与民用方面的重要性，一直受到世界发达国家的重视，更由于其技术上的先进性，美国等西方国家在这一领域的研究一直处于领先地位。
如美国等建立的道路气象信息系统（RWIS）。
结冰监测技术是应用各种类型传感器通过感知物体表面结冰后产生的物理、力学及光学等性质的变化来实现结冰的状态，积水通过空气与水层直接不同的物理性质来判断的水层的深度。
TMR效应
以磁性材料为主的磁传感器已经广泛的应用在国民经济的各个领域中。
已经实用化的有铁磁金属薄膜（Nife, FeCo基）磁敏器件；使用Fe-Co-V合金丝的威氏器件，基于热敏铁氧体的热簧开关；利用法拉第原理设计的光纤电流传感器和隔离器；采用磁性液体设计的多维度倾斜及震动传感器。
从使用的功能上看，磁传感器可制成磁编码器、位移传感器、转速传感器、气象传感器、新电功能图传感器等等。
只要设计巧妙，磁传感器几乎可应用在任何自动控制和传感领域。
传统的计算机硬盘读出头就是采用NiFe基薄膜制作的，虽然其磁电阻仅有2%～4%，但却足以支撑硬盘存储密度以每年50%以上的速度递增。
为了获得了更灵敏、功能更丰富的磁传感器，就必须研制开发出具有更高的磁电阻效应的材料。
1988年Fert等人在Fe/Cr多层膜中发现巨磁电阻效应（GMR）以来，伴随随着纳米材料科学基础和应用研究的深入，人们在许多人工有序新材料中发现了GMR效应，而后在混锰价氧化物中发现的超巨磁电阻效应（CMR）更令世人惊叹不已。
尤为重要的是IBM等公司在短短五、六年内，并于1994年推出了基于GMR效应的硬盘读出头，从而将硬盘的记录密度提高了17倍，达到5Gb/in2(注：1in=0.0254m，下同)，使得当时的其他主流硬盘厂商不得不充分挖掘传统NiFe基读出头的潜力以全力迎战。
目前，硬盘的目标是实现3.5in单片单面容量达到10Gb。
在这一层次上就只能采用GMR效应的读出头了。
下个世纪的硬盘读出头将属于GMR。
将GMR效应应用于传感器可探测空间微弱的磁场信号的变化，从而可在更高的精度实现机床的自动化精密加工。
在广阔的家电市场基于GMR材料的元器件也会更有用武之地。
但由于传统MR器件成本低、工业流程成熟，基于GMR材料的传感器件的开发一直较为缓慢。
本文力图简要的沿着GMR效应的发展，介绍一下近年来在纳米磁性材料基础研究和应用中的部分进展。
以供传感器专业领域的人士参考，进而希望有助于推动GMR等新型磁电材料在传感器领域的应用。
恒温NDIR二氧化碳气体传感器研究
第５１卷 第２期 激光与红外Ｖｏｌ．５１，Ｎｏ．２ ２０２１年２月 ＬＡＳＥＲ ＆ ＩＮＦＲＡＲＥＤＦｅｂｒｕａｒｙ，２０２１ 文章编号：１００１ ５０７８（２０２１）０２ ０１８９ ０７·红外技术及应用·恒温ＮＤＩＲ二氧化碳气体传感器研究裴 昱１，张加宏１，２，李 敏１，顾 芳１（１ 南京信息工程大学电子与信息工程学院，江苏南京２１００４４；２ 南京信息工程大学江苏省大气环境与装备技术协同创新中心，江苏南京２１００４４）摘 要：环境温度变化会影响ＣＯ２对红外光的吸收效率，为提高非色散红外（ＮＤＩＲ）ＣＯ２气体传感器的测量精度，设计了一种基于增量式ＰＩＤ算法的恒温ＣＯ２气体传感器系统。
首先利用ＡＮＳＹＳＦＬＵＥＮＴ软件对恒温控制下的采样气室内部热分布进行模拟仿真，验证了恒温控制的可行性，然后设计了基于ＰＩ加热片的恒温控制系统。
实验结果表明，在０～２０００ｐｐｍ气体浓度范围内，本文提出的ＣＯ２气体传感器在恒温４０℃时的测量误差小于±６０ｐｐｍ，该结果对于研制高性能气体传感器有一定参考价值。
关键词：非色散红外；增量式ＰＩＤ算法；ＦＬＵＥＮＴ仿真；恒温ＣＯ２气体传感器中图分类号：ＴＰ２１９；ＴＮ２１９ 文献标识码：Ａ ＤＯＩ：１０．３９６９／ｊ．ｉｓｓｎ．１００１ ５０７８．２０２１．０２．０１０ＲｅｓｅａｒｃｈｏｎｃｏｎｓｔａｎｔｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅＮＤＩＲｃａｒｂｏｎｄｉｏｘｉｄｅｇａｓｓｅｎｓｏｒＰＥＩＹｕ１，ＺＨＡＮＧＪｉａ ｈｏｎｇ１，２，ＬＩＭｉｎ１，ＧＵＦａｎｇ１（１．ＳｃｈｏｏｌｏｆＥｌｅｃｔｒｏｎｉｃａｎｄＩｎｆｏｒｍａｔｉｏｎＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，ＮａｎｊｉｎｇＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙｏｆＩｎｆｏｒｍａｔｉｏｎＳｃｉｅｎｃｅａｎｄＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，Ｎａｎｊｉｎｇ２１００４４，Ｃｈｉｎａ；２．ＪｉａｎｇｓｕＣｏｌｌａｂｏｒａｔｉｖｅＩｎｎｏｖａｔｉｏｎＣｅｎｔｅｒｏｎＡｔｍｏｓｐｈｅｒｉｃＥｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔａｎｄＥｑｕｉｐｍｅｎｔＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，ＮａｎｊｉｎｇＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙｏｆＩｎｆｏｒｍａｔｉｏｎＳｃｉｅｎｃｅａｎｄＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，Ｎａｎｊｉｎｇ２１００４４，Ｃｈｉｎａ）Ａｂｓｔｒａｃｔ：ＡｍｂｉｅｎｔｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅｃｈａｎｇｅｓｗｉｌｌａｆｆｅｃｔｔｈｅａｂｓｏｒｐｔｉｏｎｅｆｆｉｃｉｅｎｃｙｏｆＣＯ２ｆｏｒｉｎｆｒａｒｅｄｌｉｇｈｔ．Ｔｏｉｍｐｒｏｖｅｔｈｅｍｅａｓｕｒｅｍｅｎｔａｃｃｕｒａｃｙｏｆｎｏｎ ｄｉｓｐｅｒｓｉｖｅｉｎｆｒａｒｅｄ（ＮＤＩＲ）ＣＯ２ｇａｓｓｅｎｓｏｒ，ａｃｏｎｓｔａｎｔｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅＣＯ２ｇａｓｓｅｎｓｏｒｓｙｓ ｔｅｍｂａｓｅｄｏｎｉｎｃｒｅｍｅｎｔａｌＰＩＤａｌｇｏｒｉｔｈｍｉｓｄｅｓｉｇｎｅｄ．Ｆｉｒｓｔ，ＡＮＳＹＳＦＬＵＥＮＴｓｏｆｔｗａｒｅｗａｓａｐｐｌｉｅｄｔｏｓｉｍｕｌａｔｅｔｈｅｔｈｅｒ ｍａｌｄｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎｉｎｓｉｄｅｔｈｅｓａｍｐｌｉｎｇｃｈａｍｂｅｒｕｎｄｅｒｃｏｎｓｔａｎｔｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅｃｏｎｔｒｏｌｔｏｖｅｒｉｆｙｔｈｅｆｅａｓｉｂｉｌｉｔｙｏｆｃｏｎｓｔａｎｔｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅｃｏｎｔｒｏｌ．Ｔｈｅｎ，ａｃｏｎｓｔａｎｔｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅｃｏｎｔｒｏｌｓｙｓｔｅｍｂａｓｅｄｏｎＰＩｈｅａｔｅｒｗａｓｄｅｓｉｇｎｅｄ．ＴｈｅｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔａｌｒｅｓｕｌｔｓｓｈｏｗｔｈａｔｔｈｅｍｅａｓｕｒｅｍｅｎｔｅｒｒｏｒｏｆｔｈｅＣＯ２ｇａｓｓｅｎｓｏｒｐｒｏｐｏｓｅｄｉｎｔｈｉｓｐａｐｅｒａｔａｃｏｎｓｔａｎｔｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅｏｆ４０℃ｉｓｌｅｓｓｔｈａｎ±６０ｐｐｍｉｎｔｈｅｒａｎｇｅｏｆ０～２０００ｐｐｍｇａｓｃｏｎｃｅｎｔｒａｔｉｏｎ．Ｔｈｉｓｒｅｓｕｌｔｈａｓｃｅｒｔａｉｎｒｅｆｅｒｅｎｃｅｖａｌｕｅｆｏｒｔｈｅｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔｏｆｈｉｇｈ ｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅｇａｓｓｅｎｓｏｒｓ．Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：ｎｏｎ ｄｉｓｐｅｒｓｉｖｅｉｎｆｒａｒｅｄ；ｉｎｃｒｅｍｅｎｔａｌＰＩＤａｌｇｏｒｉｔｈｍ；ＦＬＵＥＮＴｓｉｍｕｌａｔｉｏｎ；ｃｏｎｓｔａｎｔｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅＣＯ２ｇａｓｓｅｎｓｏｒ基金项目：国家自然科学基金项目（Ｎｏ ４１６０５１２０）；江苏高校优势学科Ⅲ期建设工程资助项目（Ｎｏ ＰＡＰＤ）资助。
农业科技农业精准种植与灌溉系统
农业科技农业精准种植与灌溉系统第1章绪论 (3)1.1 农业精准种植与灌溉的背景 (3)1.2 国内外研究现状与趋势 (3)1.3 农业精准种植与灌溉的意义 (3)第2章农业精准种植技术 (4)2.1 精准种植技术概述 (4)2.2 基于物联网的农业精准种植技术 (4)2.3 基于大数据的农业精准种植技术 (4)第3章灌溉系统概述 (5)3.1 灌溉系统的发展历程 (5)3.2 灌溉系统的分类与特点 (5)3.3 灌溉系统在农业精准种植中的应用 (6)第4章灌溉系统设计原理 (6)4.1 灌溉系统设计基本原理 (6)4.1.1 水分需求原理 (6)4.1.2 水质保障原理 (6)4.1.3 灌溉均匀性原理 (7)4.1.4 节水原理 (7)4.2 灌溉系统设计参数 (7)4.2.1 灌溉定额 (7)4.2.2 灌溉制度 (7)4.2.3 灌溉水利用系数 (7)4.2.4 灌溉均匀系数 (7)4.3 灌溉系统设计方法 (7)4.3.1 经验法 (7)4.3.2 理论法 (7)4.3.3 模拟法 (8)4.3.4 实验法 (8)4.3.5 综合法 (8)第5章精准灌溉技术 (8)5.1 精准灌溉技术概述 (8)5.2 土壤水分监测技术 (8)5.3 气象数据采集与分析 (8)5.4 灌溉决策支持系统 (8)第6章智能灌溉控制系统 (9)6.1 智能灌溉控制系统概述 (9)6.2 灌溉控制策略与方法 (9)6.2.1 灌溉控制策略 (9)6.2.2 灌溉控制方法 (9)6.3 智能灌溉控制系统的实现 (10)6.3.1 系统架构 (10)6.3.2 关键技术 (10)6.3.3 系统应用与效果 (10)第7章农业灌溉水源与水质管理 (11)7.1 农业灌溉水源概述 (11)7.2 水源管理与保护 (11)7.3 水质监测与处理技术 (11)第8章农业精准种植与灌溉系统集成 (11)8.1 系统集成概述 (11)8.2 系统集成关键技术 (12)8.2.1 系统架构设计 (12)8.2.2 传感器技术 (12)8.2.3 自动控制技术 (12)8.2.4 数据通信技术 (12)8.2.5 云计算与大数据分析 (12)8.3 农业精准种植与灌溉系统应用案例 (12)8.3.1 案例一：基于物联网的农田环境监测与灌溉控制系统 (12)8.3.2 案例二：智能灌溉决策支持系统 (12)8.3.3 案例三：农业无人机精准喷洒系统 (12)第9章农业精准种植与灌溉技术的效益分析 (13)9.1 经济效益分析 (13)9.1.1 提高作物产量 (13)9.1.2 降低生产成本 (13)9.1.3 优化资源配置 (13)9.2 生态环境效益分析 (13)9.2.1 水资源保护 (13)9.2.2 减少化肥、农药污染 (13)9.2.3 促进土壤质量改善 (13)9.3 社会效益分析 (14)9.3.1 提高农产品质量 (14)9.3.2 促进农业现代化进程 (14)9.3.3 增加农民收入 (14)9.3.4 提升农业抗风险能力 (14)第10章农业精准种植与灌溉技术发展展望 (14)10.1 技术发展趋势 (14)10.1.1 精准种植技术 (14)10.1.2 灌溉技术 (14)10.2 政策与产业环境分析 (14)10.2.1 政策环境 (14)10.2.2 产业环境 (15)10.3 未来研究方向与挑战 (15)10.3.1 研究方向 (15)10.3.2 挑战 (15)第1章绪论1.1 农业精准种植与灌溉的背景全球人口的增长和城市化进程的加快，粮食需求不断上升，农业生产面临着巨大的压力。
卫星姿态确定及敏感器误差修正的滤波算法研究
卫星姿态确定及敏感器误差修正的滤波算法研究一、内容综述近年来，随着空间技术的迅速发展，卫星在通信、导航、气象、国防等方面都发挥着越来越重要的作用。
为了准确而稳定地获取卫星的各种信息，精确的卫星姿态确定与敏感器误差修正显得尤为重要。
针对这一问题，研究者们对卫星姿态确定与敏感器误差修正方法开展了广泛而深入的研究。
本文将对这些方法进行综述，从基本原理到算法实现，全面展现当前该领域的进展。
卫星姿态确定主要涉及到卫星位置和角度的确定，是卫星自主导航、控制与管理的基础。
卫星上通常设置有三轴陀螺仪和三轴加速度计等敏感器来测量卫星姿态变化，并通过滤波算法实现对姿态的精确估计。
在实际运行过程中，由于各种因素的影响，如敏感器的制造误差、环境条件变化等，会导致敏感器输出数据存在偏差，从而影响卫星姿态确定的精度和稳定性。
为了提高姿态确定的准确性，需要采用有效的误差修正方法对敏感器数据进行校正。
现有的误差修正方法可分为两类：基于统计的方法和基于模型的方法。
统计方法主要依赖于大量的历史数据，通过对数据进行拟合和预测来实现误差修正，但难以处理非线性关系和复杂动态环境。
而基于模型的方法则是利用系统内部的先验知识，建立误差模型进行误差修正，具有较强的实时性和适应性。
滤波算法作为一种高效的数值计算方法，已被广泛应用于卫星姿态确定与敏感器误差修正中。
通过对观测数据进行处理，滤波算法能够估计出卫星的实际姿态，并通过反馈控制进一步优化姿态估计精度，实现卫星的高精度、高稳定性的运行。
1. 卫星在现代通信、导航及遥感中的重要性近年来，随着空间技术的迅猛发展，卫星在现代通信、导航及遥感领域的应用越来越广泛，其重要性也日益凸显。
卫星通信技术的发展使得全球范围内的信息交流变得更加迅速和便捷，为全球信息化社会的建设提供了有力支持。
导航技术在军事、交通、消防、救援等领域发挥着越来越重要的作用，极大地提高了人们的出行效率和安全性。
卫星遥感技术在农业、林业、海洋、环境监测等领域的应用也为我们认识和改造世界提供了强大的手段。
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项目名称：气象传感器设计理论、关键技术及其应用
项目完成人：黄庆安、秦明、黄见秋、王磊、唐洁影、曲来世
项目完成单位：东南大学、凯迈（洛阳）环测有限公司
申报奖种：技术发明奖
项目简介：
气象传感器在天气预报、高速公路、船舶航行、机场、军事等方面有巨大需求，其核心技术长期被国外垄断，严重制约了我国气象传感器及其相关行业的发展，因此，必须解决关键技术难题：①复杂性，气象传感器涉及气压、风速风向、湿度等多种敏感原理，面临复杂的设计、制造、封装等问题；
②可靠性，气象传感器需要长期在野外工作，面临灰尘、腐蚀等恶劣环境下工作的可靠性问题。
在国家自然科学基金、国家863计划等支持下，本项目系统地开展了气象传感器设计理论、关键技术研究，较好解决了上述技术难题，并成功应用于气象传感器及其系统研制和批量生产中。
主要创新如下：
1. 在国际上率先研究并提出了基于面积变化和介电伸缩效应的MEMS电容式气压传感器结构，保证了传感器输出的线性度；发明了二氧化硅介电伸缩系数的悬臂梁测试结构，获取了介电伸缩系数基础数据；提出了带微孔滤膜的电容式气压传感器封装方法，提高了传感器环境适应性。
2. 发明了MEMS风速风向传感器的测温方法和深槽隔热结构，提出了风速风向传感器的温度自平衡测控方法，解决了长期以来风速风向传感器量程难以提高的技术难题；发明了风速风向传感器的陶瓷圆片级封装技术，保障了传感器工作的可靠性。
3. 发明了MEMS湿度传感器片上集成多晶硅加热电阻结构，缩短了湿度传感器的脱附时间；发明了氮化硅包覆铝电极的结构，有效防止了聚酰亚胺吸水而腐蚀铝电极，突破了湿度传感器长期工作稳定性的技术瓶颈。
4. 建立了MEMS器件-封装结构温度效应模型，提出了微悬臂梁接触长度的测量结构，发明了微悬臂梁疲劳特性的测量方法，实现了MEMS结构与器件的温度、湿度、振动可靠性测试和评估。
5. 发明了前向散射式能见度检测器大气散射信号测量技术，开发了前向散射式能见度检测器系统。
获中国发明专利授权43项；制订国家行业标准1项；出版英文丛书1章；发表论文138篇(SCI 26篇、EI 138篇)、SCI他引152次；在国内会议大会报告2次、在国外会议邀请报告2次。
研制与批量生产的气象传感器系列，全部技术指标满足国家标准并已在高速公路等领域应用，推动了我国气象传感器及相关行业的技术进步，包括4位院士在内的项目验收专家组评价：“项目发现了二氧化硅的介电伸缩系数；发明了陶瓷芯片与集成风速风向传感器的倒装封装方法，可测风速达60m/s，是目前国际上公开报导的MEMS风速传感器的最高测量风速”。
项目成果还应用于我国大型通信骨干企业，支撑了MEMS故障器件的分析和评估；应用于加速度传感器研制与生产，支撑了重点领域发展；应用于载人潜水工程中压力传感器的研制，保障了“蛟龙”号7000米载人潜水工程的实施；应用于“雪龙”号极地科学考察船、地面军事气象监测，打破了国外的技术垄断与禁运。
近3年新增：销售额15419.80万元、利润3437.80万元、税收1889.60万元。