本文選題：電化學(xué)振動(dòng)傳感器 + 噪聲特性��； 參考：《吉林大學(xué)》2016年碩士論文

【摘要】：加速度傳感器作為一種非常重要的傳感器,廣泛應(yīng)用于地震監(jiān)測、物探等眾多領(lǐng)域當(dāng)中。對(duì)于目前國際市場上主流的加速度傳感器而言,配備固體質(zhì)量塊的加速度傳感器在所有種類的加速度傳感器中占據(jù)著非常大的比例。但是對(duì)于低頻和超低頻加速度信號(hào)的測量應(yīng)用當(dāng)中,帶有固體質(zhì)量塊的加速度傳感器具有結(jié)構(gòu)復(fù)雜、抗干擾性低以及造價(jià)昂貴等缺點(diǎn)。與配備固體質(zhì)量塊的加速度傳感器相比,一種以電解液作為液體質(zhì)量塊的電化學(xué)振動(dòng)傳感器(Electrochemical Seismic Sensor)在低頻信號(hào)的測量過程中有著非常大的優(yōu)勢。本文將主要對(duì)電化學(xué)振動(dòng)傳感器的噪聲特性進(jìn)行研究,按照傳感器各類噪聲的產(chǎn)生機(jī)理將電化學(xué)振動(dòng)傳感器的噪聲分為靜態(tài)噪聲和動(dòng)態(tài)噪聲這兩種類別。為了能夠更好地抑制各類噪聲并提高電化學(xué)振動(dòng)傳感器輸出信號(hào)的信噪比,有必要對(duì)各類噪聲及其對(duì)傳感器的影響因素進(jìn)行進(jìn)一步地研究。因此,本文的核心內(nèi)容如下所示:(1)本文所需研究的電化學(xué)振動(dòng)傳感器有著較為復(fù)雜的電化學(xué)過程,所以在對(duì)傳感器噪聲特性進(jìn)行探究的過程中,需要將電化學(xué)振動(dòng)傳感器的輸出信號(hào)和噪聲信號(hào)進(jìn)行解耦。為此,本文建立了等效電路模型對(duì)電化學(xué)振動(dòng)傳感器中的一系列復(fù)雜過程進(jìn)行抽象。本文在提出電化學(xué)振動(dòng)傳感器低頻信號(hào)等效電路模型的同時(shí),也會(huì)通過三維多物理場的數(shù)字仿真對(duì)模型中的各個(gè)參數(shù)進(jìn)行確定,由此可以將電化學(xué)振動(dòng)傳感器中的電化學(xué)參數(shù)、各部分結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)參數(shù)與等效電路模型中的各部分參數(shù)進(jìn)行對(duì)應(yīng),從而更好地完成電化學(xué)振動(dòng)傳感器向等效電路的抽象處理。(2)對(duì)電化學(xué)振動(dòng)傳感器腔體內(nèi)的靜態(tài)噪聲進(jìn)行了分析。通過構(gòu)建傳感器靜態(tài)噪聲模型能夠?qū)⒘黧w動(dòng)態(tài)模型和電解液自然對(duì)流噪聲模型進(jìn)行結(jié)合,由此來對(duì)電化學(xué)振動(dòng)傳感器敏感芯片內(nèi)的單通道模型進(jìn)行研究。通過觀察單個(gè)微通道內(nèi)電解液的流速分布情況可以發(fā)現(xiàn),由自然對(duì)流現(xiàn)象引發(fā)的傳感器靜態(tài)噪聲和傳感器敏感芯片的幾何尺寸設(shè)計(jì)非常相關(guān)。對(duì)于不同的幾何尺寸設(shè)計(jì)方案,都會(huì)對(duì)傳感器中的自然對(duì)流現(xiàn)象有著一定程度上的影響。通過實(shí)驗(yàn)以及相應(yīng)的對(duì)比分析,本文發(fā)現(xiàn)圓形敏感芯片微通道截面設(shè)計(jì)要比矩形敏感芯片微通道截面設(shè)計(jì)具有更低的對(duì)流噪聲,該結(jié)果能夠?yàn)殪o態(tài)噪聲的抑制提供有效的方法。(3)本文不僅要對(duì)傳感器處于靜態(tài)時(shí)產(chǎn)生的噪聲進(jìn)行研究,還要對(duì)傳感器處于運(yùn)動(dòng)狀態(tài)時(shí)產(chǎn)生的動(dòng)態(tài)噪聲進(jìn)行研究。本文主要從反應(yīng)腔電解液在運(yùn)動(dòng)狀態(tài)下不斷沖擊敏感芯片最外側(cè)絕緣層產(chǎn)生的入口/出口效應(yīng)入手,通過對(duì)電解液的湍流-層流混疊現(xiàn)象的建模,將這一現(xiàn)象導(dǎo)致的動(dòng)態(tài)噪聲進(jìn)行深入研究。通過不斷地實(shí)驗(yàn),本文提出了對(duì)該類噪聲的有效抑制方法。最后,本文研究了電化學(xué)振動(dòng)傳感器兩側(cè)的彈性膜結(jié)構(gòu)在運(yùn)動(dòng)過程中對(duì)整個(gè)傳感器動(dòng)態(tài)特性的影響,從而指導(dǎo)整個(gè)傳感器在制備過程中能夠更好地對(duì)動(dòng)態(tài)噪聲進(jìn)行有效抑制。
[Abstract]:This paper studies the noise characteristics of the electrochemical vibration sensor . In order to better restrain the noise and improve the signal - to - noise ratio of the output signal of the electrochemical vibration sensor , it is necessary to study the noise characteristics of the electrochemical vibration sensor .
【學(xué)位授予單位】：吉林大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號(hào)】：TP212

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：2057197