电热激励揩振式硅微梁压力传感器特性研究及便携式压力测试仪的研制

被引量 : 3次 | 上传用户:st_daivd
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
微结构谐振式压力传感器是一种用频率变化来反映外界压力变化的传感器件,因其尺寸小、精度高、易于与数字设备接口而具有广阔的应用前景。本文对电热激励谐振式硅微梁压力传感器的开环/闭环特性、测试方法及便携式压力测试仪的设计和研制进行了深入研究。 通过对固支硅梁物理和数学模型的理论分析,得出了固支硅梁在一阶振动模态下的振动方程;应用弹性力学理论,深入讨论了固支硅梁对轴向应力和热激振源的敏感特性作,分析了硅梁的非线性振动与谐振频率的关系,并在此基础上推导了硅梁测试系统的激振-拾振模型。 应用锁相放大技术,建立了传感器开环测试系统。利用锁相放大器分频段扫描,对传感器的幅频特性、激励信号敏感特性和非线性振动进行了测试。利用正反馈自激谐振原理,采用偏置交流激振、一倍频拾振的方法,设计并制作了传感器的闭环测试系统,实现了从噪声中提取微弱拾振信号并对压力调制的谐振频率进行自动跟踪,测试了传感器输出频率与外加压力和环境温度的关系。 针对电热激励硅谐振梁的特点,从激励信号和机械结构两个方面分析了传感器的温度特性,应用有限元分析软件对传感器结构热应力进行了数值计算,与闭环实验结果进行了对比分析;由此提出了采用软件插值方法对传感器温漂进行补偿,与闭环系统结合实现了温度自动补偿的功能,使温度引起的系统输出相对误差由28%减小至0.2%。 最后,采用电热激励谐振式微梁压力传感器为敏感器件,自主设计和研制了便携式压力测试仪。针对传感器闭环自激信号的特点设计了高精度频率/温度信号采集电路。采用嵌入式系统实现了信号的后处理,实现了在便携设备上对传感器输出信号的自动线性化、温度补偿、实时显示和与PC通信的功能。配合传感器,测试仪量程可达0kPa~600kPa。采用标准压力计,对该测试仪在100KPa~450KPa量程内的性能指标进行了测试:压力测量误差小于0.5%,测量精度±2kPa,适用温度范围0℃~60℃。该测试仪的研制初步实现了传感器应用系统的小型化和自动化。
其他文献
军事情报资源的存储和检索工作是军事情报资源管理工作中的重要环节之一。结合军事活动的实际,将存储与检索工作结合起来,对相关的方法进行了研究和评价。
在声音艺术创作领域中,“噪声”不仅具有破坏的特性,有时它也可以成为创造性的元素。“噪声”的这两个看似矛盾的对立面,在声音艺术创作实践中也是两个非常重要的方面。本文
以农村土地为生产要素的农村土地抵押融资成为农村金融新的创新点,平罗县积极跟踪热点,破解"三农"融资抵押难题,适时创新,推出"农村土地经营权抵押、农村土地经营权抵押+担保
银杏叶提取物(Extract of Ginkgo biloba,以下简称EGb)作为中药有效提取部位,广泛用于心脑血管疾病的治疗和预防,具有疗效好、副作用小等特点。为了进一步加快起效时间,并制成适合
人类在先后历经片面注重经济和重视社会这两种发展模式之后,被迫选择了强调社区发展的观念与实践,以避免重蹈单纯追求经济和重视社会的发展覆辙,希望通过社区发展避免社会的发展
中小企业融资贵是世界各国普遍关注的问题,我国中小企业也存在融资贵问题。缓解中小企业融资贵是我国金融改革、宏观调控的重要任务。课题在对企业融资贵理论文献梳理的基础
目的:比较套扎器改良内扎内注术与吻合器痔切闭术治疗Ⅲ、Ⅳ期混合痔的临床效果。方法:选取本院肛肠科符合Ⅲ、Ⅳ期混合痔诊断并住院治疗的患者140例,按照随机数字表法分为治
采用研制法 ,制作运动心理学电视教学片。教学片的内容突出可视性和心理技能训练 ;表达形式为字幕。教学效果显示 ,大多数学生持肯定态度。
目的:探讨冠心病患者血浆脂肪细胞因子Chemerin的变化及其影响因素。方法:选择对照组21例,冠心病组57例。空腹抽血,测定血浆脂肪细胞因子Chemerin水平及空腹血糖、血脂、肌酐
在传播学领域,后现代女权主义学派以颠覆高雅/低俗、精英/平民、权威/民主之区分标准的研究旨趣,重点观照女性受众在传播领域里的人权诉求——对于通俗文化的审美权-解读权,