錳銅高壓傳感器的研究及溫度補償方法.pdf

1、高壓傳感器是測量高壓介質(zhì)壓力的必要手段，在靜高壓領(lǐng)域常采用機械式、壓電式、壓阻式、應(yīng)變式高壓傳感器測量壓力?；趬鹤栊?yīng)的錳銅傳感器具有線性好、靈敏度高、壓阻系數(shù)大的特點，很早就應(yīng)用于高壓測量，特別是動高壓測量。為實現(xiàn)高溫下靜高壓測量，本文研究了錳銅合金的壓阻特性、溫度特性，探究了錳銅合金應(yīng)用于靜高壓測量的可行性及高溫補償方法。本文從傳感器設(shè)計、實驗研究、溫度補償?shù)热齻€方面展開對錳銅高壓傳感器的研究。設(shè)計了傳感器敏感元件及總體結(jié)構(gòu)，搭建

2、了完備的實驗系統(tǒng)對傳感器的壓阻特性、溫度特性進行了深入研究，完成了傳感器的標(biāo)定及參數(shù)測算，并推導(dǎo)出簡易有效的溫度補償模型。為提高補償精度采用了基于RBF神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的溫度補償方法，并編寫了基于Labview的軟件補償程序，實現(xiàn)了傳感器在500MPa以內(nèi)、120℃以下的自動補償功能，平均相對誤差為1.89％。
　　本研究主要內(nèi)容包括：⑴根據(jù)國內(nèi)外關(guān)于錳銅高壓傳感器的研究成果，分析了絲式結(jié)構(gòu)錳銅傳感器應(yīng)用高溫下靜高壓測量的可行性。對傳感器

3、結(jié)構(gòu)進行了設(shè)計，其中包括殼體設(shè)計、強度設(shè)計與分析、密封設(shè)計、敏感元件的設(shè)計及工藝等，并對傳感器結(jié)構(gòu)進行了可靠性驗證與改進。⑵搭建了靜高壓實驗系統(tǒng)，其中包括壓力系統(tǒng)、溫度系統(tǒng)、數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)，以開展傳感器的壓力、溫度特性研究。充分考慮了壓致升溫、靜壓管道延遲效應(yīng)對實驗數(shù)據(jù)的影響，改進了實驗裝置使實驗數(shù)據(jù)更加準(zhǔn)確可靠。對傳感器進行了常溫下的壓力標(biāo)定實驗，測算了傳感器線性、靈敏度、精度誤差等靜態(tài)指標(biāo)，并編寫了基于Labview的虛擬儀器采集程序