题目：硅微机械谐振式压力传感器闭环的研究与实现

硅微机械谐振式压力传感器是新型大气数据测试系统的核心部件，在国防、工业领域有着广泛的应用前景。本文主要研究硅微机械谐振式压力传感器谐振敏感元件输出微弱信号的检测、谐振敏感元件频率特性的开环测试以及硅微机械谐振式压力传感器的闭环方法与实现。在谐振敏感元件输出微弱信号的检测和谐振敏感元件的开环测试方面：1) 提出了采用线性调频信号激励的谐振敏感元件频率特性的动态频率扫描测试法，应用动态频率扫描法和稳态频率扫描法，开发了基于Polytec激光测振仪和基于锁定放大器的谐振敏感元件的开环测试系统，实现了对硅微机械谐振式压力传感器谐振敏感元件幅频特性的开环测试。2) 提出了一种分时、差动、正交锁定放大的微弱信号检测方法，设计和实现了简单、可靠、实用的谐振敏感元件输出微弱信号的专用检测电路。在此基础上，研制了硅微机械谐振式压力传感器谐振敏感元件的开环测试系统，实现了谐振敏感元件幅频特性和相频特性的完整测量。在闭环技术研究方面：1) 分析了谐振式传感器的自激闭环，得出了谐振式传感器自激闭环系统中相位漂移对谐振式传感器测量精度的影响规律。2) 提出了一种采用线性调频信号激励的谐振式传感器的间歇激励工作方式，避免了电路中的相位漂移等因素对传感器性能的影响。3) 分析了谐振式传感器锁相闭环的基本原理和存在的问题，提出了硅微机械谐振式压力传感器的主动锁相闭环，解决了锁相闭环中存在的失锁和启动问题。提出了硅微机械谐振式压力传感器的主动锁定最大幅值增益闭环，在主动锁相闭环的基础上，进一步提高了硅微机械谐振式压力传感器的性能。在敏感元件设计方面：提出了一种双谐振器敏感结构，可以有效的提高传感器的Q值，并简化了以其为敏感结构的谐振式传感器的闭环电路，避免移相环节产生的相位漂移所造成的测量误差。