環(huán)境多參數(shù)傳感器設(shè)計及其信號處理技術(shù)研究.pdf

1、隨著微系統(tǒng)技術(shù)的發(fā)展,多傳感器集成技術(shù)已成為此領(lǐng)域的前沿課題和研究熱點。目前應(yīng)用于環(huán)境工程中的傳感器多停留在單一功能上，已不能滿足信息科學(xué)發(fā)展的需要,迫切需求多功能、集成化、智能化、多參數(shù)傳感技術(shù)與之配套發(fā)展。本文研究的環(huán)境多參數(shù)檢測傳感器,內(nèi)容涉及傳感器的設(shè)計、調(diào)理電路及數(shù)據(jù)處理等多層面技術(shù)問題。
　　環(huán)境多參數(shù)檢測集成傳感器具有尺寸小、功耗低、多功能、集成化等特點,有十分廣泛的應(yīng)用前景。本文以環(huán)境參數(shù)為研究目標,探討了氣體成分

2、、風(fēng)速、溫度、濕度的敏感機理,解決了多參數(shù)傳感器集成設(shè)計與數(shù)據(jù)處理的若干核心技術(shù)。具體研究內(nèi)容如下:
　　(1)研究了半導(dǎo)體氣體敏感單元、催化燃燒式氣體敏感單元、溫度敏感單元、濕度敏感單元、風(fēng)速敏感單元的敏感機理;設(shè)計出了具有微雙橋、微懸臂梁和微熱板等微結(jié)構(gòu)體特點的芯片。利用微機械加工技術(shù)實現(xiàn)了具有高低濃度氫氣、一氧化碳、甲烷及風(fēng)速、溫度、濕度共7種參數(shù)檢測功能的集成設(shè)計與制造,并對芯片進行封裝;
　　(2)對各敏感單元進行

3、了綜合性能測試。在數(shù)據(jù)處理的基礎(chǔ)上，采用溫度補償技術(shù)、非線性補償技術(shù)、電橋信號處理技術(shù),設(shè)計了敏感單元的信號線性化調(diào)理電路;研究了參比型催化氣體敏感單元的傳遞函數(shù),在理論上解釋了參比型催化氣體敏感單元的補償機理,探討了催化燃燒式氣體敏感單元非線性產(chǎn)生的原因及改善方法。
　　(3)針對溫、濕、風(fēng)三參數(shù)在測試過程中的相關(guān)性,分別構(gòu)建了溫、濕二參數(shù)及溫、濕、風(fēng)三參數(shù)的標定系統(tǒng),并使用該系統(tǒng)測試了相關(guān)敏感單元的性能。在信息采集的基礎(chǔ)上，利