题目：谐振筒压力传感器动态特性研究

谐振筒压力传感器作为一种典型频率输出的传感器，其动态特性较差的缺陷大大限制了其在航空领域的应用。本文针对这一问题，对带有引压管的谐振筒压力传感器进行了结构上的分析与改进，建立了传感器的动态数学模型，设计动态补偿数字滤波器对传感器进行了动态补偿，从而达到了改善动态特性的目的。论文主要从以下几个方面展开工作。 1.对现有谐振筒压力传感器进行了结构分析，将管道和容腔等效看作一个单自由度二阶系统，从理论上分析现有结构尺寸对谐振筒压力传感器动态特性的影响。 2.根据上述结构分析结果，对谐振筒压力传感器的结构进行了改进；利用正弦压力发生装置对结构改进前后的谐振筒压力传感器进行动态校准对比实验测试，绘制出了结构改进前后谐振筒压力传感器的幅频图，计算出了结构改进前后谐振筒压力传感器的截止频率。实验表明，结构改进改善了带有引压管的谐振筒压力传感器的动态特性。 3.搭建了阶跃压力发生装置，并利用Labview和数据采集卡采集谐振筒压力传感器的阶跃压力实验数据，为建立谐振筒压力传感器的数学模型提供了实验条件；针对阶跃压力实验数据，根据三种系统时域辨识算法，确定了谐振筒压力传感器数学模型的阶次，建立了谐振筒压力传感器较为精确的数学模型(离散传递函数)并进行了校验与比较，最终确定了一个满足要求的谐振筒压力传感器动态数学模型。 4.利用建立的谐振筒压力传感器的数学模型，根据零极点配置法，设计动态补偿数字滤波器，将谐振筒压力传感器的极点配置到一个动态性能较好的极点上；利用正弦压力发生装置进行动态校准实验，从而实验验证动态补偿数字滤波的有效性；利用现有DSP数字信号处理系统，实现了动态补偿滤波算法，并给出了被测正弦压力的基准静态压力、动态压力频率以及动态压力峰峰值等参数。 本文对现有结构的谐振筒压力传感器进行了结构分析与改进，实验证明改进后谐振筒压力传感器的通频带从原来的3.8Hz提高到了22.42Hz；建立了带有引压管谐振筒压力传感器的动态数学模型，设计动态补偿数字滤波器对振筒输出信号进行补偿滤波，实验证明动态补偿滤波后谐振筒压力传感器的通频带从原来的3.8Hz提高到了14.23Hz。