MEMS探空氣壓傳感器測(cè)試系統(tǒng)的優(yōu)化設(shè)計(jì).pdf

1、高空氣象探測(cè)作為國(guó)家氣象研究的一個(gè)重要方面，直接關(guān)系到氣象、工業(yè)、農(nóng)業(yè)等領(lǐng)域的發(fā)展，同時(shí)也影響著人們的日常生活。氣象要素主要包括濕度、溫度、氣壓、風(fēng)速，為了實(shí)現(xiàn)這些氣象信息的測(cè)量，人們進(jìn)行著不斷的努力。在實(shí)驗(yàn)室MEMS技術(shù)支持下，本文中提出一種用于探空研究的壓阻式氣壓傳感器，用于實(shí)現(xiàn)探空儀設(shè)備中的氣壓采集工作，憑借工藝簡(jiǎn)單、靈敏度高以及穩(wěn)定性好等優(yōu)點(diǎn)，壓阻型壓力傳感器在市場(chǎng)上得以廣泛應(yīng)用。
　　本文中主要針對(duì)壓阻式氣壓傳感器的性能

2、測(cè)試這個(gè)目標(biāo)，設(shè)計(jì)了一種壓阻式氣壓傳感器專用接口測(cè)試電路，解決了傳感器微小電阻變化檢測(cè)量的檢測(cè)問(wèn)題，可以準(zhǔn)確完成對(duì)氣壓傳感器的測(cè)試，完成對(duì)氣壓傳感器的性能評(píng)估。此外，本文中對(duì)傳感器的溫度漂移問(wèn)題做了深入的理論分析和驗(yàn)證，希望對(duì)今后的傳感器溫度補(bǔ)償有幫助。
　　本論文主要完成的工作主要分為四個(gè)部分:
　　第一部分主要完成對(duì)氣壓傳感器測(cè)試電路的硬件設(shè)計(jì)。硬件電路主要包括STM32單片機(jī)模塊、ADS1247模數(shù)轉(zhuǎn)換模塊、液晶模塊、

3、電源模塊和串口模塊，主要完成對(duì)氣壓傳感器氣壓信號(hào)的采集、處理放大、傳輸、顯示一系列功能。硬件設(shè)計(jì)的標(biāo)準(zhǔn)是在確保測(cè)量精度的基礎(chǔ)上兼顧電路的完備性和穩(wěn)定性。
　　第二部分主要完成對(duì)測(cè)試電路的軟件設(shè)計(jì)。軟件設(shè)計(jì)主要包括各個(gè)模塊驅(qū)動(dòng)程序的編寫(xiě)、重要測(cè)試參數(shù)的設(shè)置、模塊之間的通信程序編寫(xiě)等，最終結(jié)合硬件電路成功實(shí)現(xiàn)信號(hào)的采集、傳輸、顯示功能。除此之外，本文在LabVIEW平臺(tái)下實(shí)現(xiàn)傳感器自動(dòng)化批量測(cè)量。
　　第三部分是對(duì)氣壓傳感器的工

4、作性能進(jìn)行分析。傳感器性能的好壞主要通過(guò)一些重要的參數(shù)來(lái)進(jìn)行判斷，傳感器性能參數(shù)主要包括重復(fù)性、線性度、靈敏度、回滯特性，溫度特性，本文在大量測(cè)試數(shù)據(jù)的基礎(chǔ)上進(jìn)行計(jì)算分析總結(jié)，完成對(duì)傳感器性能的評(píng)估。
　　第四部分主要完成對(duì)壓敏電阻的溫度特性研究。壓敏電阻隨溫度的變化主要表現(xiàn)兩個(gè)方面，零點(diǎn)電壓漂移和靈敏度漂移，本文中在理論分析基礎(chǔ)上建立了氣壓傳感器的輸出電壓隨壓力和溫度兩個(gè)變量的公式模型，通過(guò)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證了壓敏電阻溫度理論的正確性，完