本文關(guān)鍵詞：MEMS壓阻式壓力傳感器技術(shù)研究

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【摘要】：傳感器是一種以測(cè)量為目的而被使用并且根據(jù)某些規(guī)則被轉(zhuǎn)換成可用的輸出信號(hào)的裝置或設(shè)備。它通常由轉(zhuǎn)換元件和敏感元件組成,實(shí)現(xiàn)自動(dòng)控制和自動(dòng)檢測(cè)。MEMS傳感器的研究始于20世紀(jì)60年代,能夠代表該技術(shù)開端的首個(gè)硅隔膜壓力傳感器和應(yīng)變計(jì)分別來自于霍尼韋爾研究中心和貝爾實(shí)驗(yàn)室。壓力傳感器是MEMS傳感器中影響最為深遠(yuǎn)的一類,其性能由測(cè)量范圍、測(cè)量精度、非線性度、重復(fù)性和工作溫度等決定。隨著自動(dòng)化生產(chǎn)程度的不斷提高,對(duì)傳感器的要求也在不斷提高,必須研制出具有靈敏度高、精確度高、響應(yīng)速度快、互換性好的新型傳感器以確保生產(chǎn)自動(dòng)化的可靠性。為確保工業(yè)生產(chǎn)自動(dòng)化的可靠性和穩(wěn)定性,具有高靈敏度、高精確度、快速響應(yīng)、良好互換性的新型傳感器是今后市場(chǎng)的主要需求。當(dāng)今采用MEMS技術(shù)制造的壓力傳感器,其線性度、靈敏度較之前有了很大提高,考慮到IC制造工藝及元器件的溫度特性等因素,壓力傳感器的零點(diǎn)誤差,溫度漂移缺點(diǎn)和靈敏度誤差等問題依然存在,所有就需要借助后續(xù)信號(hào)補(bǔ)償技術(shù)。本文主要研究MEMS壓阻式壓力傳感結(jié)構(gòu)與電路結(jié)構(gòu),傳感器補(bǔ)償原理,MEMS壓阻式壓力傳感器補(bǔ)償方案,MEMS壓阻式壓力傳感器的測(cè)試系統(tǒng)。設(shè)計(jì)了一套實(shí)驗(yàn)室使用的針對(duì)壓阻式壓力傳感器進(jìn)行校正以及數(shù)字信號(hào)處理增益補(bǔ)償系統(tǒng)。該系統(tǒng)的DSP增益補(bǔ)償部分采用了MLX90308芯片對(duì)傳感器的輸出信號(hào)進(jìn)行溫度及靈敏度的補(bǔ)償,同時(shí)利用了LabVIEW與NI6211數(shù)據(jù)采集卡配套采集傳感器經(jīng)過系統(tǒng)校正后的信號(hào),然后進(jìn)行數(shù)據(jù)的演示以及處理。
【關(guān)鍵詞】：壓阻式壓力傳感器 性能 補(bǔ)償方案 測(cè)試系統(tǒng)
【學(xué)位授予單位】：蘇州大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號(hào)】：TP212
【目錄】：

• 摘要4-5
• ABSTRACT5-9
• 第一章 緒言9-14
• 1.1 MEMS壓阻式壓力傳感器研究背景9
• 1.2 MEMS壓阻式壓力傳感器發(fā)展趨勢(shì)9-10
• 1.3 MEMS 壓阻式壓力傳感器的優(yōu)勢(shì)與不足10-12
• 1.4 MEMS壓阻式壓力傳感器補(bǔ)償現(xiàn)狀12-13
• 1.4.1 國(guó)外的補(bǔ)償現(xiàn)狀12
• 1.4.2 國(guó)內(nèi)的補(bǔ)償現(xiàn)狀12-13
• 1.5 本論文的研究?jī)?nèi)容13-14
• 第二章 MEMS壓阻式壓力傳感器14-33
• 2.1 相關(guān)理論基礎(chǔ)14-19
• 2.1.1 半導(dǎo)體壓阻效應(yīng)15-18
• 2.1.2 彈性膜片變形小撓度理論18-19
• 2.2 MEMS壓阻式壓力傳感器工作原理及特點(diǎn)19-24
• 2.2.1 MEMS壓阻式壓力傳感器工作原理19-20
• 2.2.2 MEMS壓阻式壓力傳感器電路結(jié)構(gòu)20-24
• 2.2.3 MEMS壓阻式壓力傳感器優(yōu)缺點(diǎn)24
• 2.3 MEMS壓阻式壓力傳感器結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和材料選擇24-33
• 2.3.1 硅杯結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)24-28
• 2.3.2 力敏電阻設(shè)計(jì)28-33
• 第三章 MEMS壓阻式壓力傳感器補(bǔ)償方案33-39
• 3.1 傳感器補(bǔ)償原理33-37
• 3.2 傳感器補(bǔ)償流程設(shè)計(jì)37-39
• 第四章 測(cè)試系統(tǒng)及結(jié)果39-55
• 4.1 測(cè)量系統(tǒng)的一般結(jié)構(gòu)39-40
• 4.2 系統(tǒng)硬件40-43
• 4.2.1 敏感元件40-41
• 4.2.2 信號(hào)調(diào)試元件41-42
• 4.2.3 信號(hào)處理元件42
• 4.2.4 其它系統(tǒng)硬件42-43
• 4.3 系統(tǒng)軟件43-46
• 4.3.1 調(diào)整增益補(bǔ)償軟件43-44
• 4.3.2 數(shù)據(jù)顯示軟件44-45
• 4.3.3 數(shù)據(jù)處理軟件45-46
• 4.4 系統(tǒng)硬件的實(shí)現(xiàn)46-50
• 4.4.1 DK90308 Evaluation Kit的連線46-47
• 4.4.2 數(shù)據(jù)采集卡NI6211的連線47-49
• 4.4.3 溫控設(shè)備的連線49-50
• 4.5 測(cè)試結(jié)果及數(shù)據(jù)50-54
• 4.6 本章小結(jié)54-55
• 第五章 總結(jié)與展望55-58
• 5.1 總結(jié)55
• 5.2 展望55-58
• 參考文獻(xiàn)58-63
• 致謝63-64

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：1030427