車用高溫壓力傳感器的設(shè)計與分析.pdf

1、發(fā)動機排氣壓力的測量對發(fā)動機性能的研究有著重要意義，由于發(fā)動機工作時排氣門溫度很高，普通壓力傳感器無法正常工作，因此研究能在發(fā)動機排氣門正常工作的車用高溫壓力傳感器是值得深入研究的課題。
　　通過調(diào)查研究，本文設(shè)計并分析SiC壓阻式高溫壓力傳感器。進行傳感器感應(yīng)膜片的設(shè)計選型分析，封裝方案的選取，并提出一種模擬發(fā)動機排氣門工作狀況的熱-結(jié)構(gòu)耦合分析方法，對傳感器基本性能進行仿真計算，并通過試驗對傳感器性能進行研究和驗證，具體工作如

2、下：
　　(1)基于小撓度理論，對壓力傳感器感應(yīng)膜片進行尺寸設(shè)計，結(jié)合有限元軟件ANSYS研究感應(yīng)膜片的性能，并對感應(yīng)膜片進行對比選型與分析，對傳感器輸出進行預(yù)估。研究感應(yīng)膜片邊長和厚度對傳感器輸出以及靈敏度的影響，證明設(shè)計方案的合理性。
　　(2)選取合適的封裝方案，并結(jié)合發(fā)動機排氣門工作狀況對封裝結(jié)構(gòu)進行穩(wěn)態(tài)熱-結(jié)構(gòu)耦合分析以及瞬態(tài)熱-結(jié)構(gòu)耦合分析，研究穩(wěn)態(tài)溫度以及瞬態(tài)熱沖擊對傳感器性能的影響，分析封裝對膜片表面熱應(yīng)力的

3、影響，結(jié)果表明：所選封裝方案能保證傳感器在發(fā)動機排氣門這種高溫環(huán)境下仍能有著良好的工作性能。
　　(3)對比分析感應(yīng)膜片在不同溫度場下的應(yīng)力分布情況，確定壓敏電阻布置位置，并對不同溫度場下施加不同的壓力載荷時感應(yīng)膜片的應(yīng)力場與電壓輸出進行仿真分析。
　　(4)針對某型號高溫壓力傳感器進行靜態(tài)性能試驗以及溫度影響試驗，分析高溫壓力傳感器在高溫環(huán)境下的性能，并分析高溫壓力傳感器在高溫環(huán)境中的輸出，對仿真結(jié)果進行驗證。以上分析試驗