高温压力传感器的特性测试技术研究
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本文主要是对一个以硅压阻式压力传感器为核心敏感元件、且具有特殊的隔热、储热和传压结构的高温压力传感器进行特性测试技术的研究,根据传感器的原理、实际测试的环境和目的不同,高温压力传感器的测试技术及方法也不同。为了确保其压力测试不失真,本文从静态和动态两方面分析其测试的方法,并完成测试及标定,最终获得静态和动态模型,得出高温压力传感器的各项性能参数;为了确保传感器在高温环境下工作稳定,且精度较高,本文通过与温度传感器及单片机技术相结合,设计了传感器的测试电路,降低了温度对传感器测试的干扰,完成了传感器的高温可靠性测试,实现了信号的准确采集。高温压力传感器动态测试方面,主要通过分析传感器的动态测试技术及频率特性,采用适合高频压力传感器的动态测试法——激波管法,设计了传感器的测试电路。根据输出确定传感器的频率响应特性及主要动态参数,最后采用FFT算法分析得出传感器的频率特性,也得出动态测试系统中传压管对其的影响。高温压力传感器静态测试方面,主要通过理论分析和应用于高温低气压环境,搭建了一个简单可靠的压力测试系统,通过试验,得出传感器测试量与标准压力值间的关系,最后得出传感器具有良好的静态特性,及良好的线性度、稳定度、重复试性、迟滞性等。高温压力传感器的高温可靠性测试方面,主要分析了温度对传感器工作稳定性及测试精度的影响,根据实际应用的情况,结合温度传感器与单片机技术,提出了压力传感器压力温漂值的弥补法,实现了高温压力传感器的高温可靠性测试,得出了温度对其特性指标的影响,确保了传感器在一定时间里工作正常且稳定可靠。结语,概括全文,对高温压力传感器及其特性测试技术提出拓展。
摘要 | 第4-5页 |
Abstract | 第5-6页 |
1 绪论 | 第10-15页 |
1.1 课题研究的背景及意义 | 第10-11页 |
1.2 国内外传感器技术研究现状 | 第11-13页 |
1.3 本论文的主要研究内容 | 第13-15页 |
2 高温压力传感器及其特性 | 第15-25页 |
2.1 高温压力传感器构造及特性 | 第15-17页 |
2.1.1 高温压力传感器的结构 | 第15-16页 |
2.1.2 高温压力传感器的工作原理 | 第16-17页 |
2.1.3 高温压力传感器的特性 | 第17页 |
2.2 压力传感器的特性测试系统及方法 | 第17-24页 |
2.2.1 压力传感器的特性测试系统 | 第17-18页 |
2.2.2 压力传感器动态特性常用的测试法 | 第18-22页 |
2.2.3 压力传感器静态特性常用的测试法 | 第22-24页 |
2.3 本章小结 | 第24-25页 |
3 高温压力传感器动态特性测试 | 第25-45页 |
3.1 高温压力传感器动态测试的必要性 | 第25页 |
3.2 高温压力传感器动态测试方案的准确选取 | 第25-26页 |
3.3 高温压力传感器的信号调理电路设计 | 第26-30页 |
3.3.1 高温压力传感器的供电电源设计 | 第26-27页 |
3.3.2 高温压力传感器的放大电路 | 第27-29页 |
3.3.3 高温压力传感器的滤波电路 | 第29-30页 |
3.4 高温压力传感器的动态特性测试 | 第30-37页 |
3.4.1 高温压力传感器的动态测试系统及其模型 | 第30-33页 |
3.4.2 高温压力传感器的动态测试 | 第33-35页 |
3.4.3 高温压力传感器的动态特性分析 | 第35-37页 |
3.5 传压管对高温压力传感器动态特性的影响 | 第37-44页 |
3.5.1 影响传感器动态特性测试的因素 | 第37-38页 |
3.5.2 传压管的结构对传感器动态特性测试的影响 | 第38-44页 |
3.6 本章小结 | 第44-45页 |
4 高温压力传感器静态特性测试 | 第45-57页 |
4.1 高温压力传感器静态特性测试的必要性 | 第45页 |
4.2 高温压力传感器静态测试方案的确定 | 第45-46页 |
4.3 高温压力传感器静态测试系统 | 第46-51页 |
4.3.1 高温压力传感器静态测试系统的原理 | 第46-47页 |
4.3.2 高温压力传感器静态测试 | 第47-51页 |
4.4 高温压力传感器静态实验模型及主要技术指标的确定 | 第51-55页 |
4.4.1 高温压力传感器静态实验模型的确立 | 第52-53页 |
4.4.2 高温压力传感器的静态特性参数的确定 | 第53-55页 |
4.5 本章小结 | 第55-57页 |
5 高温压力传感器的可靠性测试 | 第57-74页 |
5.1 高温压力传感器的可靠性测试简述 | 第57页 |
5.2 温度对高温压力传感器的影响 | 第57-59页 |
5.3 高温压力传感器的温度补偿 | 第59-68页 |
5.3.1 高温压力传感器的温度补偿方案 | 第59-60页 |
5.3.2 温度补偿中温度传感器的研制及调理电路 | 第60-64页 |
5.3.3 单片机控制电路 | 第64-67页 |
5.3.4 软件温度补偿法 | 第67-68页 |
5.4 高温压力传感器的可靠性测试 | 第68-72页 |
5.4.1 可靠性测试 | 第68-70页 |
5.4.2 可靠性测试结果分析 | 第70-72页 |
5.5 温度补偿后高温压力传感器的特性 | 第72-73页 |
5.6 本章结论 | 第73-74页 |
6 结论与展望 | 第74-76页 |
6.1 全文总结 | 第74-75页 |
6.1.1 本论文主要完成的工作 | 第74页 |
6.1.2 本论文中的创新点及关键技术 | 第74-75页 |
6.2 进一步的工作 | 第75-76页 |
附录 A:高温压力传感器信号测试及温度补偿电路的 PCB 及实物 | 第76-77页 |
参考文献 | 第77-80页 |
攻读硕士期间发表的论文及所取得的研究成果 | 第80-81页 |
致谢 | 第81页 |
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