柔性MEMS流速传感器的测控电路设计与实验

来源 :上海交通大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:mzhou2009
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
流速传感器已经被广泛应用到日常生活、工业制造、科学研究、航空航天以及军工生产等多个领域。广泛的应用场景使得对流速传感器的性能有了更高的要求。针对目前的MEMS流速传感器量程小,以及无法应用于曲面的不足,设计制造了一种基于柔性材料衬底的MEMS流速传感器。其结构主要包含加热电阻和三对测温热电阻,同时结合热损失和热温差工作原理来实现宽量程的流速测量。本文主要对该柔性MEMS流速传感器的测控电路和流速测量实验进行研究,主要工作如下:(1)介绍了柔性MEMS流速传感器的工作原理、设计结构和微制造工艺。以聚酰亚胺(PI)作为柔性膜材料和铂(Pt)薄膜作为热阻材料,采用柔性MEMS工艺制造了带空腔的柔性膜流速传感器芯片。(2)利用MATLAB/Simulink对柔性流速传感器加热电阻控制电路进行时域建模仿真。分析了工作温度、工作电压的仿真结果,并根据工作温度瞬态分析的结果确定RC常数的选取。得到设计工作温度为67.5℃,工作电压的仿真值为7.3V。仿真结果为恒温差测控电路的设计提供了理论依据。(3)柔性流速传感器的测控电路设计和基于STM32微处理器的多通道模/数转换采样系统设计。分别设计了测量高流速和低流速的测控电路,其中,高速测控电路采用恒温差工作模式和带温度补偿的双惠斯通电桥电路;低速测控电路由三对测温电阻分别构成三路基于惠斯通电桥的电路。使用Multisim软件进行了高速和低速测控电路仿真,并设计制作了PCB板。为同时对传感器测控电路的四路流速测量信号进行采样和数字处理,设计了基于STM32微处理器的多通道模/数转换采样系统。(4)柔性流速传感器的测试实验。搭建了高流速和低流速风速输入的测量实验装置。实现了流速传感器0-32m/s的宽量程风速测量,并基于STM32的多通道采样系统实现了输出信号数字处理和多通道切换。测速实验表明,在1m/s以下的低风速段内传感器平均灵敏度约为100 mV/m·s-1,在高风速(17m/s)和(732m/s)下的灵敏度分别为83.1mV/m·s-1和28.3mV/m·s-1。该柔性MEMS流速传感器可贴于曲面应用,测量范围大、分辨率高,应用前景广阔。
其他文献
在"机械波"一章中,横波的传播方向与质点振动方向的判断是个重点,也是个难点,人们为此探索出了不少方法,常用的方法主要有以下几种:……
期刊
中国证监会主席尚福林在1月21日结束的全国证券期货监管工作会议上指出,今后将重点做好以下工作:——以稳步推进多层次市场体系建设为重点,完善市场结构,健全市场功能。重点
期刊
目的:观察延续性康复护理对重度脑出血患者术后神经功能、情绪及生命质量的影响。方法:选取重度脑出血患者80例,根据随机数字表法分为观察组和对照组各40例。对照组给予常规
从小看《西游记》,让我印象深刻的是“孙悟空三打白骨精”,白骨精变化多端,而唐僧是肉眼凡胎,不识真假,还狠心将悟空逐出师门.每每看到这里,我都会气愤到流泪,痛恨唐僧无原则
期刊
事故灾难类城市突发事件是社会关注的热点问题。目前,我国各类突发事件在各地区、各城市时有发生,并且进入了一个发生概率更高、破坏力更大、影响力更强的阶段,在一定程度上影响着经济社会系统的正常运行。事故灾难类城市突发事件发生后,会立刻成为全社会关注的焦点,其网络舆情也会迅速在网络上形成并爆发。论文通过对城市突发事件网络舆情传播构成要素、生成原因以及舆情传播进行分析,归纳总结出事故灾难类城市突发事件的网络
20只健康家兔随机分为对照组和卡托普利组,每组10只,采用Langendorff灌注兔心模型。对照组单纯用圣托马斯液作为心停跳液和保存液,卡托普利组则在圣托马期液中加入卡托普利。离体以及于4℃下缺血
现代教育技术是推动教育发展的一种必要手段。探索、分析、掌握现代教育技术在职业教育领域应用的目标、原则和现状、对策,必然能促进职业教育深化改革,提高教育质量,培养出
在计算器出世之前,人们通常用查表法开立方,而那些数字是怎样推算出来的呢?回答当然是笔算法.然而,本文不是为笔算法寻根,而是结合两数和的立方公式,为笔开之树萌一叶新绿.众
期刊
一  关于学习型社会的概念界定,不同的学者从不同的视角出发进行了不同的界定.但几乎都以描述性为主.早在20世纪70年代,西方学者就开始研究学习型社会,最先对其概念界定的
期刊