光纖法布里—珀羅MEMS壓力傳感器的研究.pdf

1、傳感器的微小型化、多功能、高靈敏度和批量生產(chǎn)能力已是工業(yè)生產(chǎn)和國防建設的迫切需求。微機電系統(tǒng)(MEMS)傳感器和光纖傳感器仍然是當前研究和開發(fā)的熱點。光纖MEMS壓力傳感器既具備MEMS傳感器體積小、功能強、靈敏度高和易于批量生產(chǎn)的優(yōu)點，又具備光纖傳感器傳輸頻帶寬、動態(tài)測量范圍大、易于組成分布式測量網(wǎng)的特點。我們研制的光纖MEMS壓力傳感器是對現(xiàn)有的壓力傳感器技術的提高和補充，能夠滿足科學研究和生產(chǎn)需求，有望解決傳感器向微型化發(fā)展和批量

2、生產(chǎn)時遇到的問題，適用于強電磁干擾、易燃易爆等惡劣環(huán)境，在石油化工和航空航天領域有廣泛應用前景。
　　 設計并研制了一種基于相位法解調(diào)的光纖MEMS壓力傳感器。對光纖法布里-珀羅干涉型MEMS壓力傳感器進行了理論分析和數(shù)值模擬，分析了該傳感器各個參量對壓力測量性能的影響。獲得了優(yōu)化的傳感器參數(shù)，設計了獨特的硅膜-玻璃環(huán)-光纖微腔結構，直接結合商用的光纖和法蘭盤制作傳感器。簡化了工藝，降低了成本，提高了傳感器的可靠性。建立了傳感器

3、解調(diào)實驗系統(tǒng)，用基于傅立葉變換的相位法解調(diào)傳感器，實驗結果表明傳感器性能良好。
　　 設計并研制了一種臺面膜型的傳感器。建立臺面膜的力學模型，推導膜的最大撓度公式。ANSYS仿真模擬平面膜與臺面膜受壓后撓度變化曲線，并對其進行平行度分析。分析了比較信號平均效應對兩種膜型的影響。設計傳感器的加工步驟，詳細考慮了雙面對準工藝中掩模板的制作。建立傳感器的測試系統(tǒng)，對完成的傳感器的樣品進行線性度、重復性的性能測試并給出實驗結果，并與平面