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题目:大量程小型压阻式压差传感器的研制

关键词:硅压阻;压差传感器;温度补偿

  摘要

导弹伺服系统用压差传感器要适应飞行过程及贮存过程中的高温(低温)、强振动、强冲击的环境要求,同时也要具有小型化、可靠性高、精度高等特点。在查阅大量资料后,对比了各种不同工作原理的压差传感器的优缺点,认为硅压阻式压差传感器具有灵敏度高、动态响应快、测量精度高、稳定性好、工作温度范围宽、易于小型化和批量生产,使用方便等特点,满足伺服系统使用需求。论文对硅压阻式压差传感器的总体方案进行了设计,完成了敏感芯片的设计和传感器机械结构设计,在分析了硅压阻敏感芯片的性能后,确定了对硅压阻敏感芯片供电方案、硅压阻敏感芯片与壳体的焊接方法及压差传感器的放大、补偿电路设计方案。考虑到传感器体积很小,因此在设计时,首先是对油路进行改造,通过在焊接体上打孔的方法,将垂直油路改为横向油路,减小了压差传感器的高度;同时,采用贴片电阻代替金属膜电阻,使电路板空间利用率增大,也减小了压差传感器的高度。传感器要求测量压力范围是25MPa,因此在设计时,采用电子束焊的方法将敏感芯片与焊接体焊接在一起。为了满足压差传感器高精度、宽温阈的要求,在设计时采用热敏电阻进行温度补偿,使压差传感器满足使用要求。经过大量试验数据的论证,证明设计的硅压阻式压差传感器达到了预期的设计要求,其线性度≤0.35%F.S,测量范围为±25MPa,可以在-40℃~125℃下稳定可靠的工作,满足伺服系统使用,其性能在同类小型化压差传感器中处于领先地位。通过研制,生产了一套带温度补偿的大量程小型硅压阻式压差传感器,该压差传感器满足导弹伺服系统要求的小型化、稳定性高等要求,能够精确测量伺服作动器两腔压差、伺服阀入口压力,并参与动压反馈,可以满足导弹伺服系统使用需求。