• 从机器学习视角重构像素强度对比度概念：面向机器视觉的光谱照明优化研究

  在机器视觉领域，图像对比度一直是影响算法性能的关键因素。传统上，对比度的定义和优化方法大多源于人类视觉系统的研究，例如常用的米勒森对比度（Michelson contrast）等指标。然而，当观察者从人眼转变为机器算法时，这些基于感知的指标是否仍然有效？如果照明的目标是让机器“看”得更好，那么对比度的定义是否需要重新思考？这正是新西兰怀卡托大学Sanush Abeyekera团队在《IEEE Sensors Letters》发表的最新研究试图回答的核心问题。长期以来，光学成像系统将硬件（照明、传感器）和软件（处理算法）视为独立的两个阶段。但随着人工智能和电子技术的发展，计算成像（computa

  来源：IEEE Sensors Letters

  时间：2025-11-20

• 迈向一种电鲨驱避装置：盐水中的电场衰减

  摘要：在全球范围内，人们对于在海洋活动中使用非致命方法驱赶鲨鱼表现出极大的兴趣。鉴于鲨鱼拥有用于探测猎物的电感觉系统，研究人员探索了准静态电场作为一种潜在的可穿戴驱鲨装置。在容积为900 × 400 × 400毫米的水箱中进行了系列控制实验，使用了脉冲电场（PEF）发生器（电压5000伏特，频率8.5千赫兹，脉冲宽度10微秒），并设置了三种不同盐度条件下的电导率：0.059、0.149和1.042西门子/米。电场产生的电弧距离约为1毫米，检测装置由一个锗二极管与130千欧姆电阻串联组成，用于连接数字电压表。所有设备均采用电池供电，以尽量减少电缆感应的影响。发射器和接收器被封装在防水塑料袋中，并

  来源：IEEE Sensors Letters

  时间：2025-11-20

• 基于数据驱动的扩展栅极场效应晶体管的生物传感器，用于通过机器学习框架检测双酚S

  摘要：双酚S（BPS）被塑料制造商广泛用作双酚A的替代品。由于其具有干扰内分泌系统的作用，BPS对人类健康构成了显著风险。因此，开发一种灵敏的BPS检测方法对公共卫生至关重要。本文旨在验证基于扩展栅极场效应晶体管（EGFET）的BPS生物传感器的机器学习（ML）框架的预测能力。数据集是根据I-V特性生成的，并从中提取了输出电导（g_DS）、跨导（g_m）和跨导效率（g_m/I_DS）等特征。在采用Optuna架构进行超参数优化之前，首先使用了堆叠集成学习方法和基础学习器以及元模型。通过评估标准性能指标、混淆矩阵和学习曲线，确定了最佳的ML分类器框架。此外，还进行了SHapley加性解释（SHA

  来源：IEEE Sensors Letters

  时间：2025-11-20

• 一种改进型单片GaN基光电耦合器，采用环形交错微结构

  摘要：大多数商用光耦合器至少集成了两个光学元件，例如发光二极管（LED）和硅光电二极管（PD），它们共同实现简单的信号切换功能。然而，这种混合设计不仅使得高级设备集成变得困难，还增加了制造复杂性并降低了可靠性。为了实现紧凑、高性能的光耦合器，本研究采用单片微制造工艺，将LED和PD集成在基于蓝宝石的氮化镓（GaN）外延晶片上，形成一个单一芯片。设计中采用了环形互指结构，使得LED被PD包围。该方法适用于批量生产，并通过环形和互指结构扩大了有效区域，从而提高了耦合效率。测量结果显示，当向发光元件施加80 mA电流时，具有环形互指结构的芯片产生了0.176 mA的光电流。该光耦合器实现了0.23%

  来源：IEEE Sensors Letters

  时间：2025-11-20

• 一种新型的主动磁耦合执行器，用于基于硅的微机电系统（MEMS）安全与启动装置

  摘要：本文报道了一种新型的主动磁耦合执行器，该执行器应用于微机电系统（MEMS）的安全与武装装置中，以实现断路器的较大位移。该执行器由一个主动微电磁线圈和两个被动永磁体组成。固定于断路器上的永磁体1在微电磁线圈和永磁体2的共同作用下达到目标位置。通过仿真和实验研究了该执行器的动态行为。结果表明，其驱动原理得到了验证，断路器成功实现了较大的位移运动，且测试结果与仿真结果非常吻合。引言微机电系统（MEMS）技术在民用和军事领域得到了广泛应用，包括电子通信、医疗保健、工业制造以及引信的安全与武装装置（SADs）[1]、[2]、[3]、[4]、[5]、[6]。采用MEMS技术的SADs具有体积小、重量

  来源：IEEE Sensors Letters

  时间：2025-11-20

• 基于粉末MEMS磁体的微型悬臂谐振器振荡B场标记器的SQUID先驱性评估

  在传感器技术领域，传统空气线圈长期以来被广泛用于产生磁场，应用于传感器表征和磁性物体定位等多个场景。然而，这种基于线圈的方法存在明显的局限性：它们通常体积较大、功耗高，这主要是由于线圈存在显著的电阻损耗。随着微型化、低功耗电子设备需求的日益增长，特别是在生物磁传感、工业传感和磁测量平台等应用中，传统线圈系统往往显得笨重且不实用。因此，开发一种能够克服这些缺点的微型化、低功耗的时变磁场发生器成为了一个重要的研究方向。微机电系统（MEMS）技术展现出解决这一问题的巨大潜力。MEMS B场标记器将压电执行器与单片集成的磁体（微磁体）相结合，使其在需要小尺寸、低功耗和期望的窄带场控制的磁传感应用中极具

  来源：IEEE Sensors Letters

  时间：2025-11-20

• 关于用于角度测量的单片集成磁场传感器特性的研究

  摘要：为了通过磁敏器件（硅磁敏晶体管，SMST）实现非接触式角度测量，本文提出了一种单片集成的磁场传感器。具有相反磁灵敏度方向的器件被配对形成磁敏单元（MSU），用于测量外部施加磁场B在水平平面内的x方向和y方向的分量，即Bx和By。当磁场B与被测物体同步旋转时，x-MSU和y-MSU会根据磁场分量的变化产生相应的电压信号。通过对传感器输出的电信号进行反三角函数计算，可以间接确定被测物体的旋转角度θ。该传感器芯片采用微机电系统（MEMS）技术制造和封装，并对其性能参数进行了实验表征。实验结果表明，x-MSU和y-MSU的磁灵敏度分别为114.3 mV/T和109.8 mV/T。在0°至360°

  来源：IEEE Sensors Journal

  时间：2025-11-20

• 基于CMOS的热电微发电机的设计与制造：提升功率因数

  摘要：本研究重点关注利用互补金属氧化物半导体（CMOS）-微机电系统（MEMS）技术设计和制造热电微发电机（TEMG）。该热电微发电机采用创新设计，通过后处理工艺制造出悬浮式热端热电偶。这种结构创新增强了热电偶两端的温度梯度，从而显著提高了热电微发电机的功率因数（PF）。该热电微发电机采用标准CMOS工艺制造，集成了p型与n型多晶硅热电偶，确保了精确的制造和紧凑的集成。实验结果显示，其电压为6.14 mV/mm²K，功率因数为0.61 nW/mm²K²。由于其较高的功率因数，该热电微发电机具有应用于自供电传感器的潜力。引言热电发电机（TEG）作为一种多功能设备，能够直接将热量转化为电能，因此被

  来源：IEEE Sensors Journal

  时间：2025-11-20

• 智能压电仿生水黾科（Gerridae）水面波动传感器：实验与理论建模

  摘要： 0.95）、指数衰减的距离响应特性以及余弦方向响应特性。它能够检测1-10赫兹的频率，响应速度为46-11毫秒，尽管检测范围较窄，但在微波分辨率方面表现出色。本研究开发的BWS具有出色的微波检测能力、小巧的体积（0.003立方厘米）以及自供电功能，非常适合用于海洋微振动监测和环境机器人领域，提供了一种可靠且微型化的解决方案。未来通过对材料或结构的优化，有望进一步扩大其检测范围和实际应用范围。引言在自然界中，许多昆虫进化出了生存机制，它们利用体表的生物传感器来检测水流、气流等环境变化，以进行捕食或躲避天敌[1]、[2]。例如，水黾科昆虫的腿节上分布着数以万计的感毛，每根感毛长度约为10-

  来源：IEEE Sensors Journal

  时间：2025-11-20

• 基于机电传感器的状态监测与动态载荷特性分析，用于TBM驱动系统的同步性研究

  摘要：在硬岩隧道掘进过程中，由于极端冲击载荷，隧道掘进机（TBM）的驱动单元经常发生故障，因此需要精确的同步分析以防止电机过载和轴扭转。然而，现有模型对机电耦合的描述不够充分，限制了分析的准确性。为此开发了一个机电耦合模型来考虑扭矩和载荷之间的相互作用。在一个中国隧道项目中，为特定类型的TBM设计并定制了一个状态监测系统，并通过现场扭矩数据验证了模型预测的准确性。分析显示，电机之间的最大扭矩差异达到了21%，这种严重的不平衡会导致驱动部件加速疲劳，并引发诸如电机烧毁和齿轮齿断裂等早期故障。随着驱动齿轮轴长度的增加，啮合振动中的颤振现象变得更加明显。较长的齿轮轴会放大啮合振动，当轴长度从0.1米

  来源：IEEE Sensors Journal

  时间：2025-11-20

• 无结纳米线场效应晶体管（Junctionless Nanowire FETs）中可调压阻式传感性能的过程分析及低频噪声变化性估计

  摘要：本文设计并开发了一种可调谐的压阻式压力传感器，该传感器采用了无结纳米线（JL-NW）栅极全环绕（GAA）场效应晶体管（FET），并将其集成到圆形膜片上。测量结果显示，在亚阈值（SS）状态下，压阻灵敏度相比导通状态（

  来源：IEEE Sensors Journal

  时间：2025-11-20

• 基于磁控溅射法制备的六方氮化硼薄膜的高性能湿度传感器

  摘要：湿度检测已经引起了科学界的广泛关注。六方氮化硼（hBN）由于其阻抗随相对湿度（RH）显著变化以及出色的化学稳定性，成为理想的湿度传感材料。在这项研究中，我们利用磁控溅射技术制备了hBN薄膜，并基于这些薄膜制作了湿度传感器。通过控制磁控溅射过程中的基底温度来调节hBN薄膜的粗糙度和表面积，从而优化了传感器的性能。在600°C下沉积的hBN薄膜对相对湿度具有极高的灵敏度（灵敏度为10⁶ Ω/%RH），响应值为67.31（响应值定义为（Z0−Z1）/Z1，其中Z0和Z1分别代表11%和95%相对湿度下的阻抗值），响应时间和恢复时间分别为13.8秒和4.7秒。在连续测试中，优化后的hBN传感器在

  来源：IEEE Sensors Journal

  时间：2025-11-20

• 全印碳基湿度传感器，应用于纺织品以实现实时呼吸监测

  摘要：由于对湿度的良好响应，湿度传感器在实时监测呼吸状况方面展现出巨大潜力。然而，现有的湿度传感器响应速度较慢，这限制了它们在日常生活中实时监测呼吸状况的效果。在这项研究中，我们采用全打印技术，在纺织品上制造了一种柔性碳基湿度传感器。通过墨水溶剂配置和墨水溶质配置两个步骤，成功将这种碳基墨水打印在经过改性的纺织基材上，使其同时充当传感器的电极层和感测层。所提出的传感器对湿度变化具有很强的响应能力，湿度稳定性优异，且恢复速度非常快。此外，我们还验证了该湿度传感器能够监测人体内的各种呼吸模式、频率和强度。此外，结合无线电路后，该湿度传感器被集成到多种用于呼吸监测的面罩中。这些结果表明，所制造的碳基

  来源：IEEE Sensors Journal

  时间：2025-11-20

• 镍泡沫支撑的NiO/Cu-ZIF/GO复合材料在汗液乳酸检测及超级电容器中的应用

  摘要：随着对健康监测需求的增加，开发用于检测生物流体中生物标志物的非侵入性、实时技术变得至关重要。本研究开发了一种双功能电化学传感器，该传感器采用NiO/Cu-ZIF/氧化石墨烯（GO）的三维多孔纳米复合材料，能够高精度、高选择性地测量汗液中的乳酸。这种复合材料由NiO纳米花、Cu-ZIF立方框架和超薄GO纳米片组成，通过溶剂热法、磁力搅拌和液相物理吸附技术成功制备。该材料结合了NiO的高催化活性、Cu-ZIF的微孔限制效应以及GO的导电网络，实现了乳酸氧化和能量储存的协同增强。电化学测试显示，其灵敏度为36.72 μA·mM−1·cm−2，检测限为0.354 mM，具有出色的抗干扰能力（能够

  来源：IEEE Sensors Journal

  时间：2025-11-20

• U型SPR光纤传感器用于检测酸性磷酸酶

  摘要：酸性磷酸酶（ACP）在与人类生活和健康相关的方面具有重要意义。因此，需要设计一种灵敏且准确的传感器。本文开发了一种灵敏且便捷的U形表面等离子体共振（SPR）光纤传感器，用于检测ACP。这种U形光纤传感器在检测过程中表现出显著的灵敏度。在U形光纤的表面沉积了一层50纳米厚的金（Au）薄膜。当光纤的半径为1毫米时，其折射率（RI）灵敏度可达到5855 nm/RIU。随后，在金薄膜上又沉积了一层20纳米厚的二氧化锰（MnO2）薄膜。ACP催化的三钠L-抗坏血酸-2-磷酸盐（AAP）反应产生的抗坏血酸（AA）能够还原二氧化锰，从而改变光纤表面的折射率，并导致共振波长的短波长偏移。该传感器的线性检

  来源：IEEE Sensors Journal

  时间：2025-11-20

• 聚乙烯氧化物-钛酸钠复合材料：一种具有高选择性、宽检测范围和低滞后特性的湿度传感材料及其传感机制

  摘要：开发具有宽检测范围和极低滞后现象的高选择性湿度传感器仍然是实际应用中的关键挑战。在本研究中，聚氧化乙烯-钛酸钠（PEO-NTO）复合材料被证明是一种出色的湿度传感材料。我们发现，聚氧化乙烯（PEO）的表面改性以及NTO的层次结构协同作用促进了水分子的吸附/解吸过程，从而实现了宽检测范围（相对湿度3%–98%）和显著降低的滞后现象（从纯NTO的10.8% RH降至PEO-NTO的1.2% RH）。PEO还充当过滤层，防止NO2等常见干扰气体的吸附，确保了更高的选择性和长期稳定性（超过60天）。此外，通过电化学阻抗分析系统地研究了其传感机制。随着相对湿度的增加，PEO-NTO复合材料从基于水

  来源：IEEE Sensors Journal

  时间：2025-11-20

• 柔性压力传感器的最新进展：综述

  摘要：作为柔性电子技术的一个重要分支，柔性压力传感器因其出色的兼容性和灵活性而在各个领域受到了广泛关注。许多研究通过使用不同的材料、结构和新兴的制造工艺来设计性能优异的柔性压力传感器。本文概述了用于评估柔性压力传感器的性能指标以及各种传感机制，并详细介绍了用于制造的新兴材料和技术。同时，文章重点介绍了利用微电子印刷技术（包括丝网印刷、喷墨印刷和分配印刷）生产柔性压力传感器的最新研究成果。此外，本文还全面总结了柔性压力传感器在医疗保健、体育、电子皮肤（e-skin）、人机交互、水下环境以及基于智能传感算法的系统等领域的应用进展。最后，文章讨论了该领域面临的挑战及未来的发展前景，旨在为柔性压力传感

  来源：IEEE Sensors Journal

  时间：2025-11-20

• 由于中子辐照和温度变化导致的热电偶和电阻温度计（RTD）漂移：太空核应用领域的综述

  摘要：温度测量是核反应堆安全可靠运行的关键因素。热电偶和电阻温度探测器（RTD）是最常用且最可靠的温度测量工具之一，其中一些能够在极端环境中工作，例如核热推进（NTP）或裂变表面动力系统中可能遇到的极高温度和中子辐射场。这些设备在其整个使用寿命期间，其温度读数可能会出现漂移现象。为了帮助选择合适的仪表，有必要识别影响漂移的因素以及这些环境中的典型行为。本研究重点探讨了热电偶和RTD性能的影响因素。文中包含了对不同环境下多种实验结果的广泛文献综述。尽管单个仪器的性能可能因制造方法、材料选择和供应商而有所不同，但本综述旨在辅助选择过程，并识别几种设备的典型预期行为。引言核热推进（NTP）技术在创新

  来源：IEEE Sensors Journal

  时间：2025-11-20

• 通过约束编程实现不兼容作业族的并行批量调度

  摘要：本文研究了并行批量调度中的不兼容问题，即兼容的作业属于同一类，而来自不同类的作业不能在同一批次中一起处理。目前针对这一问题的最先进的约束编程（CP）模型依赖于特定的函数和全局约束，而这些仅在成熟的商业CP求解器中可用。本文通过提出四种新的CP模型扩展了相关研究，这些模型可以在商业和开源求解器中实现：一种基于自动机约束的新模型，以及三种结合了分配和调度决策的不同策略及全局约束的替代模型。在多种目标和多种求解器下的标准测试案例上进行的大量计算实验证明了所提模型的实现灵活性和竞争性能。引言在当前竞争激烈的制造业环境中，企业面临着降低生产成本和缩短周期时间的压力。实现这些目标的一个关键方法是采用

  来源：IEEE Transactions on Semiconductor Manufacturing

  时间：2025-11-20

• TAFF-YOLO：一种结合Transformer和注意力机制特征融合的增强型YOLO模型，用于芯片内部缺陷检测

  摘要：准确高效地检测芯片内部的缺陷对于确保电子产品的可靠性和产量至关重要。然而，传统的目标检测模型在处理超声图像中的这类缺陷时常常遇到困难，因为这些缺陷的尺寸极小且对比度低。为了解决这些问题，本文提出了一种新的检测框架，该框架结合了图像处理技术和基于Transformer的注意力特征融合YOLO模型（TAFF-YOLO）。该框架首先使用图像处理方法提取单个芯片图像，然后应用手工设计的特征生成算法进行数据增强，以减少过拟合现象。随后，引入TAFF-YOLO模型进行精确的缺陷定位。具体而言，该模型集成了一种可变形注意力背景抑制模块（DABSM），以增强全局上下文信息并扩大感受野，从而更有效地检测小

  来源：IEEE Transactions on Semiconductor Manufacturing

  时间：2025-11-20

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