陣列式MEMS壓阻智能壓力傳感器系統(tǒng)研究.pdf

1、隨著壓力傳感器技術(shù)的發(fā)展，市場(chǎng)對(duì)MEMS(微電子機(jī)械系統(tǒng))壓阻式壓力傳感器提出了越來(lái)越高的要求。傳統(tǒng)單一量程的壓阻式壓力傳感器存在著大量程傳感器靈敏度低、小量程線(xiàn)性度差，遲滯重復(fù)性誤差明顯的缺點(diǎn)。陣列式多量程壓力傳感器測(cè)量結(jié)構(gòu)為解決上述問(wèn)題開(kāi)辟了一條新思路。為此，本文設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)了一套陣列式MEMS壓阻智能壓力傳感器系統(tǒng)。
　　本文提出了一種由兩組大小量程分別為100kPa和50kPa的四個(gè)壓力傳感器構(gòu)成的陣列式MEMS壓力傳感結(jié)構(gòu)

2、，并對(duì)該陣列傳感結(jié)構(gòu)參數(shù)進(jìn)行詳細(xì)的理論計(jì)算與有限元優(yōu)化仿真。同時(shí)結(jié)合有限元仿真的應(yīng)力分布結(jié)果，通過(guò)靈敏度和信噪比理論分析確定陣列式MEMS壓力傳感器的尺寸和材料特性參數(shù)。隨之按照確定的具體參數(shù)完成傳感器與測(cè)試結(jié)構(gòu)版圖設(shè)計(jì)，并根據(jù)所提出的制作工藝流程完成陣列式壓力傳感芯片的加工與封裝，最后對(duì)包含基本參數(shù)信息的測(cè)試結(jié)構(gòu)進(jìn)行了測(cè)量與分析。在完成陣列式MEMS壓阻壓力傳感器設(shè)計(jì)和制備的基礎(chǔ)上，設(shè)計(jì)了一種壓力傳感信號(hào)智能采集和處理系統(tǒng)，該系統(tǒng)以s

3、3c2440微處理器作為信號(hào)采集與數(shù)據(jù)處理的硬件核心部件，結(jié)合基于遺傳算法改進(jìn)的小波神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)與最小二乘法對(duì)對(duì)陣列式壓力傳感器測(cè)量信號(hào)進(jìn)行溫度漂移補(bǔ)償和遲滯誤差補(bǔ)償，并通過(guò)以太網(wǎng)技術(shù)與Qt/Embedded編寫(xiě)的人機(jī)交互圖形界面的應(yīng)用程序?qū)崿F(xiàn)對(duì)近/遠(yuǎn)端現(xiàn)場(chǎng)的溫度與壓力信號(hào)進(jìn)行定時(shí)高精度采集，數(shù)字信號(hào)實(shí)時(shí)處理、儲(chǔ)存、顯示與傳輸?shù)墓δ堋?br>　　實(shí)驗(yàn)標(biāo)定和測(cè)試驗(yàn)證結(jié)果表明，在-20℃～20℃溫度范圍內(nèi)，陣列式壓力傳感器在0～50kPa范圍內(nèi)