● 摘要
随着科学技术的快速发展,诸多领域对压力传感器的应用提出了越来越高的要求:不仅需要有足够的测量精度,更要具有快速的动态响应,特别是航空航天领域,如在客机起飞降落阶段需要综合考虑精度和动态响应。现阶段各类单一传感器都不能很好满足这种应用需求:谐振式压力传感器有着很高的测量精度,但其动态响应有着明显的滞后;压阻式压力传感器有着优秀的动态特性,却不能达到谐振式传感器的测量精度。在此背景下,本论文开展了对压阻谐振组合式压力测量新方法的研究,主要包括以下几个方面:
1. 针对被组合的两种传感器工作原理及存在的缺陷进行了探讨,并对论文所用的两种传感器芯片的参数特性和使用要求进行分析,制定了测试系统整体方案。
2. 完成前端压阻式压力传感器机械支撑结构的设计和谐振式压力传感器信号输出的线路连接,保证了前端两种类型压力传感器正常信号采集与输出。
3. 为实现组合式压力测量,对谐振式压力传感器与压阻式压力传感器组合的硬件电路进行了设计和调试,搭建了组合式压力测量系统的硬件平台。
4. 完成了测试系统软件方法的设计,包括了下位机程序编写和基于LabVIEW图形化编程语言的上位机软件系统设计。下位机完成了压力测量数据的数模转换、软件滤波及数据传输;上位机软件完成了对由下位机系统传输过来的数据分析处理,对数据进行识别、存储、融合和显示。
论文完成了数据融合实验,实现了谐振式压力传感器测量精度与压阻式压力传感器动态特性的组合,为组合式测量新方法的可行性提供了依据。但因为动态标准压力源的研究国内外尚未完成开展,因此对本论文所提组合式压力传感器的性能评价尚存不足,这将是未来工作的改进方向。