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E+E壓力傳感器溫漂及非線性校準(zhǔn)技術(shù)
    
    高精度E+E壓力傳感器是航空領(lǐng)域應(yīng)用非常廣泛的傳感器,常處于嚴(yán)苛的工作環(huán)境。為使E+E壓力傳感器在特殊的測(cè)試環(huán)境中保持高測(cè)量精度,傳感器的性能設(shè)計(jì)成為研究關(guān)鍵。合理的信號(hào)調(diào)理電路以及正確的誤差校準(zhǔn)原理,將顯著提高傳感器性能。

    通過在傳感器的信號(hào)調(diào)理電路中使用可編程模擬信號(hào)調(diào)節(jié)器,對(duì)橋式壓力敏感元件的溫度漂移誤差及非線性誤差進(jìn)行實(shí)時(shí)修正,使E+E壓力傳感器實(shí)現(xiàn)了智能化自校準(zhǔn),有效提升了E+E壓力傳感器的精度和環(huán)境適應(yīng)性。通過對(duì)微機(jī)電系統(tǒng)(Micro-electro-mechanical systems,MEMS)E+E壓力傳感器設(shè)計(jì)方法與封裝制作工藝問題的研究,針對(duì)不同應(yīng)用環(huán)境下對(duì)E+E壓力傳感器的性能、尺寸及封裝要求,提出相應(yīng)的傳感器力學(xué)結(jié)構(gòu)模型——微壓結(jié)構(gòu)、梁膜結(jié)構(gòu)及倒杯結(jié)構(gòu),通過相應(yīng)的FEM有限元建模方法對(duì)傳感器結(jié)構(gòu)進(jìn)行仿真分析并優(yōu)化結(jié)構(gòu)尺寸,建立合理的力學(xué)結(jié)構(gòu);進(jìn)行MEMS工藝設(shè)計(jì)及封裝工藝滿足傳感器微小尺寸、耐高溫沖擊響應(yīng)及高過載能力等要求。

     其中,針對(duì)微壓傳感器在測(cè)量過程中高靈敏度與非線性矛盾問題進(jìn)行力學(xué)分析及仿真,分析不同結(jié)構(gòu)的傳感器的力學(xué)特性及結(jié)構(gòu)尺寸對(duì)傳感器輸出特性的影響,提出新型梁膜結(jié)構(gòu)微壓傳感器結(jié)構(gòu),對(duì)新型結(jié)構(gòu)傳感器進(jìn)行MEMS工藝研究;根據(jù)空氣動(dòng)力學(xué)試驗(yàn)、航空測(cè)試及E+E壓力傳感器爆破試驗(yàn)等對(duì)高溫E+E壓力傳感器的動(dòng)態(tài)特性要求,采用倒杯式高頻響E+E壓力傳感器及齊平膜封裝方式,提高傳感器的動(dòng)態(tài)響應(yīng)特性,滿足10 kHz到1 MHz的頻響要求;通過有限元分析耐高溫沖擊封裝結(jié)構(gòu),采用梁膜封裝結(jié)構(gòu)提高了耐高溫E+E壓力傳感器的可靠性。通過E+E壓力傳感器仿真驗(yàn)證、靜態(tài)特性試驗(yàn)及動(dòng)態(tài)沖擊響應(yīng)試驗(yàn)驗(yàn)證傳感器力學(xué)結(jié)構(gòu)建模方法、MEMS工藝設(shè)計(jì)及封裝設(shè)計(jì)的正確性。