【摘要】：隨著信息技術(shù)的發(fā)展和科技的進(jìn)步,各種新型功能的微傳感器層出不窮,MEMS傳感器作為新的研究領(lǐng)域,逐漸成為人們關(guān)注的焦點(diǎn)。因此,與其對(duì)應(yīng)的傳感器測試技術(shù)的研究就顯得越來越重要。多鐵納米MEMS傳感器是以多鐵納米纖維作為敏感元件的一種壓力微傳感器,其工作原理是利用多鐵納米纖維的壓電特性。由于多鐵納米材料及器件的研究仍處于起步階段,目前科研領(lǐng)域尚未有專門的對(duì)多鐵納米MEMS傳感器進(jìn)行測試測量的設(shè)備。因此,本文研究開發(fā)了一種用于多鐵納米MEMS壓力傳感器的性能測試系統(tǒng),主要針對(duì)多鐵材料MEMS敏感元件的性能測試。本課題研究設(shè)計(jì)的多鐵納米MEMS傳感器性能測試系統(tǒng)包括測試平臺(tái)機(jī)械裝置部分、控制系統(tǒng)軟硬件部分和PC上位機(jī)顯示界面部分。(1)機(jī)械裝置設(shè)計(jì)為上下兩個(gè)部分,下部為壓力容器,為待測MEMS傳感器提供測試所需的壓力差,量程范圍0～20KPa。上部為測試裝置主體,用于固定待測傳感器樣片及提供溫度、磁場等測試環(huán)境。機(jī)械裝置的材料為鋁合金,能夠保證測試要求的強(qiáng)度與剛度的同時(shí),又方便加工和處理。(2)控制系統(tǒng)硬件電路以STM32微處理器為核心,外設(shè)信號(hào)放大電路、A/D轉(zhuǎn)換電路、溫度控制電路、通信接口電路等模塊;軟件部分包括測試系統(tǒng)主程序和上位機(jī)界面,利用C++和LabVIEW軟件對(duì)這兩部分分別進(jìn)行設(shè)計(jì)。上位機(jī)軟件界面能夠滿足人機(jī)友好、實(shí)時(shí)顯示數(shù)據(jù)、采樣記錄存儲(chǔ)的要求。(3)搭建了實(shí)驗(yàn)平臺(tái),利用標(biāo)準(zhǔn)薄膜壓力傳感器的測試實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證系統(tǒng)的測試功能,將得出的靜態(tài)特性值與標(biāo)準(zhǔn)參數(shù)值進(jìn)行對(duì)比分析;對(duì)多鐵納米MEMS傳感器樣片進(jìn)行實(shí)驗(yàn)測試,并與標(biāo)準(zhǔn)傳感器測量值進(jìn)行對(duì)比,分析了誤差產(chǎn)生的原因,以便進(jìn)一步完善了測試裝置。通過多次實(shí)驗(yàn)及對(duì)測試數(shù)據(jù)的分析,驗(yàn)證了該測試系統(tǒng)能夠提供一定的溫度、壓力和磁場的測試環(huán)境,實(shí)現(xiàn)對(duì)多鐵納米MEMS壓力傳感器輸出電壓信號(hào)的測試。測試實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)表明測試系統(tǒng)設(shè)計(jì)的合理性和測試實(shí)驗(yàn)的正確性。
【學(xué)位授予單位】：北方工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2017
【分類號(hào)】：TP212

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本文編號(hào)：2584493