基于MEMS+技术的微差压测量系统研制.pdfVIP

文章编号：CARS-2013-1526 基于 MEMS 技术的微差压测量系统研制 杨 梅，于 炜，张 莹 （中国空气动力研究与发展中心 四川 绵阳 621000） 摘 要：微差压测量系统是由多个应用 MEMS 技术制作的硅压阻式压力传感器模块组成的压力测量系统。 该系统利用小量程差压传感器替代了价格昂贵的小量程绝压传感器，实现了同时对多点大静压下微小压力 变化的精确测量。对该压力测量系统中使用的传感器在-20℃～60℃温度范围内的灵敏度温度漂移进行了 补偿，使其灵敏度温度系数小于±0.005 ％FS/ ℃，在工作温度变化很大的情况下也能保证测量的精度，使 系统具有更加广阔的工作空间。 关键词：压力测量；测量系统；温度补偿 集系统五部分组成。测点通过特殊设计的测量 控制气路系统与高精度低量程差压传感器相 0 引 言 连，通过 PCLD-789D 对传感器信号进行放大， 在某些气动力试验中，需在近真空条件下 再通过转接机箱接入工控机。 对被测试对象不同部位的微小压力变化进行多 1.2 微差压测量系统实现的技术指标 点压力测量，测量压力小于 1000Pa，选用普通 测量点数：16 点/单元，可扩展至 256 个 的绝压传感器不能满足测量精度要求。根据试 点； 验要求，研制了微差压测量系统，采用性价比 量程：0～1000Pa ； 高的高精度小量程差压传感器，通过阀门控制 系统精度：±0.2 ％FS ； 压力腔的压力平衡，实现了大静压下小差压的 响应时间：1mS； 多点、快速、高精度测量。该系统还可实现 0～ 供电电压：～AC220V ； 1000Pa 至 0～1.5MPa 各种量程压力的快速测 温度范围：-20℃～60℃ 量。整套系统测量精度高、性能稳定可靠、数 灵敏度温度系数：±0.005 ％F.S/ ℃（补偿后） 据重复性好、能满足各种量程压力测量的需要， 2 微差压测量系统设计 该系统已广泛应用于风洞试验中。 2.1 压力测量单元 1 微差压测量系统组成 每个压力测量单元由 16 只硅压阻式差压 1.1 微差压测量系统组成 传感器组成，这种硅压阻式差压传感器，具有长 微差压测量系统是由压力测量单元、放大 期稳定性好、体积小，输出信号大、精度高、频 系统、电源系统、测量控制气路系统、多路采 响高、一致性好等特点。传感器采用 TO8 封装， 芯片尺寸 3mm×3mm 。该测量系统可将 16 点压 使用昂贵的专用绝压传感器，在需要同时进行多