导读:本文包含了谐振式压力传感器论文开题报告文献综述、选题提纲参考文献及外文文献翻译，主要关键词:谐振,压力传感器,频率,温度,锁相环,波导,静电。
谐振式压力传感器论文文献综述
许高斌,陈诚,陈兴,马渊明,于永强[1]（2019）在《一种用于复杂环境下的高精度微型谐振式压力传感器》一文中研究指出微谐振式压力传感器因其体积小、精度高等特点而被广泛研究,本文基于谐振器在不同压力载荷下侧向振动时其等效刚度随轴向应力的改变而变化的原理,设计了一种静电激励/电容检测的谐振式压力传感器。本设计采用的谐振器结构与现有研究不同,通过在谐振梁的两边设计了两根侧梁用于抑制谐振器的Z向位移,提高了传感器的稳定性,并且双面梳齿结构和复合温敏梁可进一步优化传感器检测灵敏度等性能。在ANSYS WORKBENCH仿真平台下对其进行分析与验证,结果表明:侧梁可有效地抑制谐振器的Z向位移,在0～100 MPa范围内谐振器具有良好的正向应力特性;传感器基础谐振频率为29.834 kHz,在0～120 kPa范围内灵敏度可达29.6Hz/kPa,且最大过压1.5×FS时仍具备频率稳定性,这表明该传感器可应用于对灵敏度、抗过压等性能有更高要求的复杂环境中。(本文来源于《真空科学与技术学报》期刊2019年11期）
樊尚春,张津,朱黎明[2]（2019）在《石墨烯谐振式压力传感器敏感结构研究》一文中研究指出参考硅谐振式压力传感器设计了一种以石墨烯材料为梁的谐振子,对谐振子进行了理论分析及有限元仿真,揭示了其工作机理,探究了谐振子的结构参数对灵敏度的影响规律.仿真结果表明,灵敏度随着硅膜厚度、梁长度的增加而降低,随凹槽边长、深度的增加而提高;并进一步介绍了石墨烯的制备、转移及吸附与石墨烯的高精度剪裁等谐振子加工工艺.(本文来源于《郑州大学学报(工学版)》期刊2019年06期）
许高斌,徐枝蕃,胡海霖,陈兴,马渊明[3]（2019）在《硅微谐振式压力传感器闭环频率跟踪电路》一文中研究指出为了精确、快速测量静电激励/压阻检测的硅微谐振式压力传感器在受到外界压力后频率的变化,设计了一种基于锁相环的闭环频率跟踪电路。通过对输入信号进行放大、滤波和移相以满足闭环自激振荡条件,然后利用锁相环电路进行信号的无相差频率跟踪,最后将锁相环输出信号转换为满足传感器激励要求的正弦信号。该电路具有良好的频率稳定(频率误差<1 Hz)和跟踪性能,实现了在18～30 kHz范围内频率无相差锁定。(本文来源于《仪表技术与传感器》期刊2019年10期）
[4]（2019）在《高精度硅谐振压力传感器》一文中研究指出技术开发单位中国科学院电子学研究所技术概述高精度压力传感器采用先进的换能机制,利用单晶硅的良好机械特性,将压力的作用应力转化为机械部件的固有频率并输出。该传感器主要采用以下几项技术:(1)采用基于双谐振器的原位温度自补偿技术,有效解决了传感器的温度漂移问题,实现了全温区0.01%FS精度等级;(本文来源于《军民两用技术与产品》期刊2019年05期）
邹梦启,邢维巍,韦祎[5]（2019）在《谐振式压力传感器温度补偿结构的仿真研究》一文中研究指出温度漂移是影响谐振式传感器精度的重要因素,在精密测量场合,必须进行温度补偿,基于此,提出一种可实现温度补偿的谐振式压力传感器新结构。整体结构为硅-玻璃-金属复合结构,通过3种材料的热膨胀系数匹配实现热应力抵消。硅基底上设有补偿梁,进一步补偿工作梁的温度漂移。为了选择合适的玻璃材料,利用有限元方法研究了玻璃的热膨胀系数和厚度与温度灵敏度的关系,结果表明,采用厚度为1.5mm的pyrex7740#玻璃时传感器的温度灵敏度最低,该结构能够实现温度补偿,提升传感器精度。(本文来源于《电子测量技术》期刊2019年09期）
徐枝蕃[6]（2019）在《硅微谐振式压力传感器闭环频率跟踪电路的研究与设计》一文中研究指出静电激励/电阻检测硅微谐振式压力传感器以其长期稳定性好、响应速度快、输出信号易处理等优点成为压力传感器研究和开发的重点,是现阶段精度最高的压力传感器之一。本文在静电激励/电阻检测硅微谐振式压力传感器研究的基础上,对其外围信号处理电路进行了细致的研究,设计了两种不同工作方式的闭环频率跟踪电路。一种是基于CD4046B锁相环的闭环频率跟踪电路。该电路系统利用前级调理电路对传感器的输出信号进行放大、滤波和移相,利用锁相环对信号进行频率跟踪,然后通过后级调理电路对锁相环的输出信号进行波形和幅值处理后输入到敏感结构作为敏感结构的激励信号。另一种是基于FPGA的数字闭环频率跟踪电路。传感器的输出信号经过放大电路和滤波电路的处理后由A/D电路转换成数字信号,通过分频模块后利用相位检测模块对该信号和扫频电路的输出信号进行相位比较以判断传感器是否处于谐振状态。如果是则利用测频模块检测输入信号的频率并输出频率值;如果不是则利用扫频模块改变输入信号频率以达到谐振状态。最后,对基于锁相环的闭环频率跟踪电路进行了PCB板的测试,实验结果表明该电路实现了在18-30 KHz频率范围内对传感器输出信号的实时高速(<20 ms)的测量,并且能够通过后级信号调理电路将锁相环输出的方波信号整形成满足传感器激励信号条件的正弦波信号。对基于FPGA的闭环频率跟踪电路数字部分进行了程序编写和仿真,仿真结果图表明该数字电路能够实现测量信号频率并且保证传感器处于谐振状态的功能,测量精度为1Hz。(本文来源于《合肥工业大学》期刊2019-04-01）
胡海霖[7]（2019）在《硅微谐振式压力传感器设计与分析》一文中研究指出硅微谐振式压力传感器是一种典型的在外界压力作用时通过检测谐振器固有频率的变化来实现压力测量的MEMS器件。器件的工作机理最终导致它比一般扩散硅压力传感器的性能都要优秀,并且工作过程对电漂移、电噪声等电路参数的抗干扰能力很强;此外,谐振式压力传感器为准数字输出,可以轻易的同计算机组件相配进而组成高性能的微型机、电测控系统。因此,硅微谐振式压力传感器可以很好的应用于对精度、稳定性等性能指标严格把关的航空航天、工业监控以及医疗等精密测量领域,在国内外军用及民用领域均有着非常高的市场需求。因此,本篇论文提出一种基于静电激励/压阻检测的硅微谐振式压力传感器,以面内动平衡的姿态进行振动,为了尽可能减小所设计传感器在工作时可能产生的谐振器高度变化,优化设计谐振器固定端结构,保证工作时谐振器振动系统与同振质量之间互不干扰,二者之间无能量耦合,从而大大增强传感器的稳定性。本文基于单端固支导梁理论的建模,推导谐振器工型梁的频率公式,进一步分析轴向应力与频率变化量的对应关系,对敏感薄膜的小变形、应力传递以及静电激励与压阻拾振这一过程进行理论分析与建模,并对谐振器的固有频率以及动力学特性进行分析,进而对传感器进行优化设计,最终确定传感器参数,根据对传感器数学模型的分析与建立,并利用MEMS有限元仿真软件对传感器在0-120kPa范围以及全范围过压1.5倍下进行模拟分析与仿真验证,初始频率为24.01kHz,传感器灵敏度可达18Hz/kPa。设计基于绝缘体上硅(SOI)的硅微谐振式压力传感器加工工艺,研究对比几种体微加工工艺,利用硅-硅键合技术实现压力传感器的真空封装,并利用纳米吸气剂与双墙室的封装盖帽结构设计来进一步提高封装寿命。最终通过TSV通孔技术将传感器与电路芯片进行叁维混合集成封装及对器件进行了版图设计。(本文来源于《合肥工业大学》期刊2019-04-01）
马俊[8]（2019）在《硅微谐振式压力传感器闭环检测系统研究》一文中研究指出硅微谐振式压力传感器广泛应用于航空、航天、军事、民用等领域。由于具有几乎超过目前所有压力传感器的精度,硅微谐振式压力传感器成为各种传感检测系统中不可或缺的一部分。由于其输出信号微弱,准确检测输出信号成为硅微谐振式压力传感器应用的一大难点。因此,建立精确的检测系统成为研究硅微谐振式压力传感器的重点,而检测系统的重点则是检测硅微谐振式压力传感器的谐振频率。检测谐振器的谐振频率的方法有多种多样,其中锁相环技术较为成熟。因此,本文首先采用锁相环技术构建模拟锁相环闭环检测系统,检测硅微谐振式压力传感器谐振频率。分别对模拟闭环检测系统中的前置放大模块、信号处理模块、锁相环模块和激励模块四个部分进行设计、匹配和仿真,最后在PCB板上实现实测,实测结果显示主谐振频率为81.72kHz,谐振峰值为6dBm。针对模拟闭环检测系统暴露出的谐振频率峰值不高和存在分谐振频率等问题,本文采用全数字锁相环代替模拟锁相环电路改进模拟闭环检测系统,搭建起数字闭环检测系统。分别对全数字锁相环的数字鉴相器、数字环路滤波器和数控振荡器叁部分在Quartus软件上进行了仿真,并在FPGA上实现硬件实测,实测结果显示在主谐振频率处谐振峰值相比于模拟闭环检测系统提升了8dBm,但分谐振频率现象依旧存在。针对依旧存在的分谐振频率现象,考虑到由于采用锁相环技术是将硅谐振式压力传感器作为线性模型为前提,而实际上硅谐振式压力传感器线性工作区远小于非线性工作区,而且维持在线性工作区对于处于复杂条件下的微机械系统来说太困难。本文建立起硅谐振式压力传感器非线性模型,利用Matlab对传感器非线性模型进行仿真分析,并与线性模型进行比较,结果显示非线性模型与谐振器实际工作状态更加符合。在此基础上,首先建立基于非线性模型锁相环闭环检测系统并进行仿真,结果显示采用锁相环技术并不能消除分谐振频率现象,然后尝试建立线性反馈控制器,通过求解得到线性反馈器的参数,构建起基于线性反馈闭环检测系统,仿真结果显示分谐振频率现象得到消除。(本文来源于《电子科技大学》期刊2019-03-01）
谢波,李亚东,朱林,项超,鲁毓岚[9]（2018）在《基于频率自适应的航空用高精度硅谐振压力传感器的频率测试系统研究》一文中研究指出介绍了一种基于自适应周期的快速频率采集的谐振式压力传感器的频率测试系统。该系统利用STM32输入捕获功能实现了快速高精度频率采集,响应时间小于20 ms,测量范围10 k Hz～150 k Hz,频率测量精度优于±0.05 Hz。采用频率自适应的周期数迭代方法,明显提升了系统的频率测量范围和准确度,适用于传感器的频率变化过程。利用该系统进行传感器性能测试,20 ms采样条件下传感器输出波动小于±5 Pa;快速变温过程(5℃/min)传感器的输出与标准器的偏差小于±30 Pa,满足航空用压力传感器的频率测试要求。(本文来源于《传感技术学报》期刊2018年11期）
郭彦杰[10]（2018）在《基于基片集成波导谐振器的无线无源高温温度/压力传感器研究》一文中研究指出可应用于高温环境中的温度、压力无线传感器件在航空、航天及国防军工等领域具有非常广泛的需求,特别是针对发动机内部恶劣环境中关键参数的监测,有着重大的研究意义。现有的无线传感器件,由于其尺寸参数以及高温下的性能表现限制,还无法满足这一测试需求。针对上述问题,本论文提出了基于基片集成波导(SIW)谐振器的无线无源传感结构,通过对传感器基底材料的性能测试、结构尺寸的仿真优化以及制备工艺的摸索,最终分别制备出具有高品质因数、较小尺寸且抗金属干扰能力强的高温温度、压力传感器。本文的研究工作可以概述为:1、研究了基片集成波导(SIW)的结构组成,建立了SIW结构与矩形波导之间的等效对应关系,分析了SIW中的电磁传播特性,推导了SIW传播特性参数计算公式;最后推算出常见的基片集成波导谐振器的频率计算公式。2、分析了基于基片集成波导高温传感器件的工作机理,确定影响传感器响应性能的基底材料关键参数。以99Al_2O_3、97Al_2O_3和蓝宝石叁种陶瓷作为研究对象,采用石墨示差法对其热膨胀系数及热应变进行测试;采用叁点弯曲法对陶瓷的抗弯强度及弯曲弹性模量进行了测试,最终确定出本文中制备基于SIW结构的高温传感器件的基底材料。3、设计了一种基于SIW结构的谐振式温度传感器,采用集成缝隙天线的方式来实现无线传感。利用HFSS电磁仿真软件分别对基底厚度对谐振器性能的影响、缝隙天线尺寸对耦合效果的影响进行研究;利用激光切割及丝网印刷技术对传感器进行制备;利用铂浆和氧化铝制备了耐高温共面波导天线;在不同测试距离下对传感器的高温频率响应进行测试,并进行了30°C~1200°C的重复测试。4、提出了一种基于SIW的高温压力传感器,由中心频率的大小推算出其初始尺寸,通过软件仿真确定缝隙天线的尺寸;采用HTCC微组装工艺对传感器进行加工,其中,空腔采用的碳膜填充作为牺牲层进行构建,最后利用金属波导作为馈电天线,在高温压力复合测试平台中对传感器在不同温度下的频率响应进行测试。(本文来源于《中北大学》期刊2018-06-01）
谐振式压力传感器论文开题报告
（1）论文研究背景及目的
此处内容要求：
首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景，再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题，并提出你的论文准备的观点或解决方法。
写法范例：
参考硅谐振式压力传感器设计了一种以石墨烯材料为梁的谐振子,对谐振子进行了理论分析及有限元仿真,揭示了其工作机理,探究了谐振子的结构参数对灵敏度的影响规律.仿真结果表明,灵敏度随着硅膜厚度、梁长度的增加而降低,随凹槽边长、深度的增加而提高;并进一步介绍了石墨烯的制备、转移及吸附与石墨烯的高精度剪裁等谐振子加工工艺.
（2）本文研究方法
调查法：该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。
观察法：用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。
实验法：通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。
文献研究法：通过调查文献来获得资料，从而全面的、正确的了解掌握研究方法。
实证研究法：依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。
定性分析法：对研究对象进行“质”的方面的研究，这个方法需要计算的数据较少。
定量分析法：通过具体的数字，使人们对研究对象的认识进一步精确化。
跨学科研究法：运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。
功能分析法：这是社会科学用来分析社会现象的一种方法，从某一功能出发研究多个方面的影响。
模拟法：通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。
谐振式压力传感器论文参考文献
[1].许高斌,陈诚,陈兴,马渊明,于永强.一种用于复杂环境下的高精度微型谐振式压力传感器[J].真空科学与技术学报.2019
[2].樊尚春,张津,朱黎明.石墨烯谐振式压力传感器敏感结构研究[J].郑州大学学报(工学版).2019
[3].许高斌,徐枝蕃,胡海霖,陈兴,马渊明.硅微谐振式压力传感器闭环频率跟踪电路[J].仪表技术与传感器.2019
[4]..高精度硅谐振压力传感器[J].军民两用技术与产品.2019
[5].邹梦启,邢维巍,韦祎.谐振式压力传感器温度补偿结构的仿真研究[J].电子测量技术.2019
[6].徐枝蕃.硅微谐振式压力传感器闭环频率跟踪电路的研究与设计[D].合肥工业大学.2019
[7].胡海霖.硅微谐振式压力传感器设计与分析[D].合肥工业大学.2019
[8].马俊.硅微谐振式压力传感器闭环检测系统研究[D].电子科技大学.2019
[9].谢波,李亚东,朱林,项超,鲁毓岚.基于频率自适应的航空用高精度硅谐振压力传感器的频率测试系统研究[J].传感技术学报.2018
[10].郭彦杰.基于基片集成波导谐振器的无线无源高温温度/压力传感器研究[D].中北大学.2018