溫度-壓力復(fù)合傳感器的優(yōu)化設(shè)計(jì).pdf

1、目前充油腔體式壓力傳感器在-30℃以下靈敏度降低，即傳感器失效;并且當(dāng)環(huán)境溫度高于130℃時(shí)零位輸出過(guò)大。本論文以波紋膜片和硅油模型的分析設(shè)計(jì)理論為基礎(chǔ)，通過(guò)ANSYS軟件的結(jié)構(gòu)靜力學(xué)分析與熱分析，分別對(duì)波紋膜片與硅油進(jìn)行應(yīng)力分析與膨脹分析。模擬計(jì)算得出傳感器填充硅油的體積范圍，通過(guò)實(shí)際測(cè)試，解決了充油腔體式的壓力傳感器低溫失效與高溫零位輸出過(guò)大的實(shí)際問(wèn)題，本論文主要有以下幾個(gè)研究方面:
　　 首先討論了波紋膜片模型的分析設(shè)計(jì)理

2、論，硅油模型的分析設(shè)計(jì)理論。接下來(lái)介紹了論文中所用到的3D建模軟件UG與有限元仿真軟件ANSYS，運(yùn)用這兩個(gè)軟件建立了傳感器的幾何模型:其中包括平膜片與波紋膜片的對(duì)比實(shí)驗(yàn)，不同厚度波紋膜片的對(duì)比實(shí)驗(yàn)，不同螺紋數(shù)量的對(duì)比實(shí)驗(yàn)，不同波高的對(duì)比實(shí)驗(yàn)。最終確定波紋膜片的理想建模參數(shù)，對(duì)溫度/壓力復(fù)合傳感器的波紋膜片進(jìn)行受力仿真分析;硅油的仿真分析由于傳感器內(nèi)部結(jié)構(gòu)的復(fù)雜性，需要將硅油等效為一種傳遞應(yīng)力的實(shí)體模型來(lái)進(jìn)行分析，仿真分析硅油的受熱膨脹

3、問(wèn)題，由波紋膜片與硅油的仿真分析最終得出該傳感器的填充陶瓷的體積范圍為:333.84mm3～381.21mm3，填充硅油的體積范圍是:34.12mm3～81.49mm3。
　　 根據(jù)仿真分析結(jié)果，制作5只溫度/壓力復(fù)合傳感器測(cè)試樣品，充油量分別為，34mm3，46mm3，56mm3，66mm3，81mm3，其中壓力敏感芯片采用SOI材料做襯底材料，溫度敏感芯片是基于鉑膜電阻材料制作的，對(duì)溫度/壓力復(fù)合傳感器進(jìn)行測(cè)試分析，測(cè)試數(shù)據(jù)