在實(shí)驗(yàn)室MEMS技術(shù)支持下,基于SON結(jié)構(gòu)的電容式氣壓傳感器具有靈敏度高、穩(wěn)定性好、易于集成等優(yōu)勢(shì),MEMS氣壓傳感器在市場(chǎng)中的應(yīng)用越來(lái)越廣泛。當(dāng)前,MEMS氣壓傳感器測(cè)試系統(tǒng)存在結(jié)構(gòu)復(fù)雜,測(cè)試技術(shù)繁瑣,微觀測(cè)試儀器價(jià)格昂貴,成本高,檢測(cè)過(guò)程中硬件補(bǔ)償法難以作到全程有效補(bǔ)償,且存在補(bǔ)償電路硬件漂移等諸多問(wèn)題。在傳感器實(shí)際生產(chǎn)過(guò)程中,MEMS電容式氣壓傳感器性能的好壞,需要反映真實(shí)數(shù)據(jù)的支撐,即需對(duì)其性能進(jìn)行測(cè)試。因此,設(shè)計(jì)一套集供壓、檢測(cè)、采集、分析、顯示于一體的MEMS電容式氣壓傳感器性能測(cè)試系統(tǒng)具有重要的理論意義和現(xiàn)實(shí)應(yīng)用價(jià)值。本文主要工作為MEMS電容式氣壓傳感器性能測(cè)試系統(tǒng)的研究與設(shè)計(jì)。在研究MEMS電容式氣壓傳感器相關(guān)理論的基礎(chǔ)上,結(jié)合當(dāng)前微氣壓傳感器測(cè)試系統(tǒng)的研究現(xiàn)狀,明確MEMS電容式氣壓傳感器測(cè)試系統(tǒng)的關(guān)鍵技術(shù)問(wèn)題,分析氣壓的產(chǎn)生、控制與調(diào)節(jié)以及傳感器輸出信號(hào)的檢測(cè)、轉(zhuǎn)換與處理。測(cè)試系統(tǒng)以STM32F103RCT6作為核心控制器,空氣泵和電氣比例閥為供、調(diào)壓設(shè)備,XTR111為U/I轉(zhuǎn)換芯片,以電流作為輸入控制信號(hào)對(duì)電氣比例閥進(jìn)行輸出氣壓的控制,在氣壓設(shè)定允許誤差范圍內(nèi)... 

【文章頁(yè)數(shù)】：85 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
ABSTRACT
第一章 緒論
    1.1 研究背景和意義
    1.2 國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀
        1.2.1 自動(dòng)控壓技術(shù)的研究現(xiàn)狀
        1.2.2 微弱電容檢測(cè)的研究現(xiàn)狀
        1.2.3 微氣壓傳感器性能測(cè)試的研究現(xiàn)狀
    1.3 本文研究的主要內(nèi)容和技術(shù)路線
        1.3.1 主要研究?jī)?nèi)容
        1.3.2 研究技術(shù)路線
        1.3.3 論文的章節(jié)安排
第二章 MEMS電容式氣壓傳感器性能測(cè)試要求與關(guān)鍵技術(shù)
    2.1 MEMS電容式氣壓傳感器原理及性能指標(biāo)
        2.1.1 MEMS電容式氣壓傳感器原理
        2.1.2 電容式氣壓傳感器性能指標(biāo)
    2.2 MEMS電容式氣壓傳感器性能測(cè)試要求
    2.3 MEMS電容式氣壓傳感器性能測(cè)試關(guān)鍵技術(shù)
        2.3.1 MEMS電容式氣壓傳感器輸出信號(hào)線的引出
        2.3.2 微弱電容檢測(cè)中的抗干擾技術(shù)
        2.3.3 氣壓裝置的氣密性
    2.4 本章小結(jié)
第三章 MEMS電容式氣壓傳感器性能測(cè)試系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)
    3.1 測(cè)試系統(tǒng)總體方案
    3.2 主控單元
        3.2.1 微處理器選型
        3.2.2 主控系統(tǒng)外圍電路設(shè)計(jì)
    3.3 氣壓裝置的設(shè)計(jì)
        3.3.1 氣壓
        3.3.2 供壓設(shè)備
        3.3.3 壓力容器
        3.3.4 過(guò)程參數(shù)調(diào)節(jié)方法
    3.4 微型真空泵的啟/停電路設(shè)計(jì)
    3.5 STM32控制電氣比例閥
        3.5.1 U/I轉(zhuǎn)換
        3.5.2 電氣比例閥的控制
    3.6 MEMS電容式傳感數(shù)據(jù)采集
        3.6.1 微弱電容檢測(cè)芯片PCAP01-AD
        3.6.2 MEMS電容式氣壓傳感器輸出信號(hào)采集電路設(shè)計(jì)
    3.7 電源電路設(shè)計(jì)
    3.8 本章小結(jié)
第四章 MEMS電容式氣壓傳感器性能測(cè)試系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)
    4.1 系統(tǒng)軟件總體設(shè)計(jì)
    4.2 上位機(jī)軟件設(shè)計(jì)平臺(tái)與通訊方法
        4.2.1 設(shè)計(jì)平臺(tái)LabVIEW
        4.2.2 串口通訊方法
    4.3 上位機(jī)功能軟件編程
        4.3.1 登錄界面
        4.3.2 上位機(jī)主界面
        4.3.3 壓力變送器數(shù)據(jù)采集
        4.3.4 傳感器數(shù)據(jù)采集與轉(zhuǎn)換
        4.3.5 傳感器數(shù)據(jù)分析處理
        4.3.6 傳感器數(shù)據(jù)儲(chǔ)存與查詢
    4.4 下位機(jī)功能軟件編程
        4.4.1 微型真空泵的控制
        4.4.2 控制電氣比例閥的輸出信號(hào)程序
        4.4.3 微弱電容采集
        4.4.4 STM32與上位機(jī)的通訊
    4.5 本章小結(jié)
第五章 MEMS氣壓傳感器性能測(cè)試系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)及數(shù)據(jù)分析
    5.1 MEMS氣壓傳感器性能測(cè)試系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)裝置
    5.2 MEMS氣壓傳感器性能測(cè)試
        5.2.1 MEMS電容式氣壓傳感器測(cè)試樣品
        5.2.2 MEMS電容式氣壓傳感器性能測(cè)試實(shí)驗(yàn)過(guò)程
        5.2.3 MEMS電容式氣壓傳感器性能測(cè)試數(shù)據(jù)結(jié)果
        5.2.4 MEMS電容式氣壓傳感器性能仿真對(duì)比
    5.3 MEMS電容式氣壓傳感器性能測(cè)試系統(tǒng)數(shù)據(jù)分析
        5.3.1 測(cè)試系統(tǒng)誤差來(lái)源
        5.3.2 穩(wěn)定度實(shí)驗(yàn)
        5.3.3 測(cè)試系統(tǒng)數(shù)據(jù)分析
    5.4 本章小結(jié)
第六章 總結(jié)和展望
    6.1 研究總結(jié)
    6.2 研究展望
參考文獻(xiàn)
致謝
在學(xué)期間發(fā)表的學(xué)術(shù)論文及其他科研成果



本文編號(hào)：3726567