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應(yīng)變式光纖琺珀E+E壓力傳感器的研究
光纖琺珀傳感器具有體積小、耐高溫、耐腐蝕等優(yōu)點(diǎn)可以應(yīng)用于石油井下、航空航天等復(fù)雜的環(huán)境中。本文在157 nm激光器制作光纖琺珀傳感器的基礎(chǔ)之上,提出了兩種MPa量程的E+E壓力傳感器設(shè)計(jì)方案,封裝了傳感器原理樣品,并進(jìn)行了性能測(cè)試。

應(yīng)變式光纖琺珀E+E壓力傳感器的研究
研究了兩種結(jié)構(gòu)的應(yīng)變式光纖琺珀E+E壓力傳感器:提出了基于圓平膜片結(jié)構(gòu)的應(yīng)變式光纖琺珀E+E壓力傳感器的封裝方案,用結(jié)構(gòu)力學(xué)的方法和ANSYS軟件研究了周邊固支的圓平膜片在均布?jí)簭?qiáng)下的應(yīng)變特性。zui后,用石英片作為彈性膜片,封裝了圓平膜片結(jié)構(gòu)的應(yīng)變式光纖琺珀E+E壓力傳感器,測(cè)得該傳感器的量程為0 MPa-0.2 MPa,靈敏度為3.17 rad/MPa,線性度為0.999。為了提高圓平膜片結(jié)構(gòu)的E+E壓力傳感器的性能,提出了基于梁膜結(jié)構(gòu)的應(yīng)變式光纖琺珀E+E壓力傳感器的封裝方案,在彈性圓平膜片尺寸固定的基礎(chǔ)下,用ANSYS軟件對(duì)梁膜結(jié)構(gòu)中梁的尺寸(長(zhǎng)、寬、高)采用單一變量法模擬分析得到了梁的*尺寸,用不銹鋼材料制作的圓平膜片和梁膜分別作為彈性膜片,封裝了圓平膜片結(jié)構(gòu)的應(yīng)變式光纖琺珀E+E壓力傳感器和梁膜結(jié)構(gòu)的應(yīng)變式光纖琺珀E+E壓力傳感器,測(cè)得圓平膜片結(jié)構(gòu)的應(yīng)變式光纖琺珀E+E壓力傳感器的量程為0 MPa-1 MPa,靈敏度為1.34 rad/MPa,線性度為0.999;梁膜結(jié)構(gòu)的應(yīng)變式光纖琺珀E+E壓力傳感器的量程為0 MPa-1.6 MPa,靈敏度為1.038 rad/MPa,線性度為0.999。因此，沒有優(yōu)良的傳感器，現(xiàn)代化生產(chǎn)也就失去了根基，我國(guó)在20世紀(jì)90年代后將傳感器的研究放在重要位置上。壓阻式E+E壓力傳感器也是傳感器中zui常用的一類傳感器，但是性能不穩(wěn)定，價(jià)格昂貴是我們面臨的一個(gè)問題。如何讓傳感器不僅在航天領(lǐng)域廣泛應(yīng)用，在民用領(lǐng)域也有廣闊市場(chǎng)呢，就需要我們生產(chǎn)的傳感器高質(zhì)量低成本。 本論文對(duì)壓阻式E+E壓力傳感器的原理進(jìn)行了深入的研究，依據(jù)壓阻效應(yīng)原理，采用硅微機(jī)械加工技術(shù)，制作敏感探頭，經(jīng)過(guò)信號(hào)調(diào)理電路進(jìn)行放大、歸一化處理，輸出所需要的信號(hào)。由于該傳感器需要應(yīng)用到惡劣的環(huán)境條件下，因此本設(shè)計(jì)對(duì)溫度補(bǔ)償電路進(jìn)行了完善的設(shè)計(jì)，并充分考慮了傳感器的電磁兼容性及可靠性，使傳感器具有較高穩(wěn)定性，能承受嚴(yán)酷的環(huán)境條件。

應(yīng)變式光纖琺珀E+E壓力傳感器的研究
實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明,梁膜結(jié)構(gòu)的應(yīng)變式光纖琺珀E+E壓力傳感器可以改善圓平膜片結(jié)構(gòu)的應(yīng)變式光纖琺珀E+E壓力傳感器的非線性效應(yīng),增大傳感器的量程。本研究設(shè)計(jì)的壓阻式E+E壓力傳感器已通過(guò)試驗(yàn)考核合格，它的性能是其它傳感器*的,它全金屬結(jié)構(gòu)可以承受嚴(yán)酷的環(huán)境條件。它具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，量程范圍大、精度高、產(chǎn)品性能穩(wěn)定及小型化等特點(diǎn)。由于該傳感器價(jià)格低,因此在民用產(chǎn)品市場(chǎng)上也有廣闊的應(yīng)用前景。