高精度谐振式硅微压力传感器的信号采集与误差补偿技术研究

摘要

谐振式硅微压力传感器是一种通过检测机械结构谐振频率的变化来感知外界压力的高精度压力传感器。其特点是尺寸小、精度高、稳定性好,具有广阔的应用前景。高精度频率输出信号的采集与建模补偿是提高谐振式压力传感器输出精度的重要手段之一。在分析谐振式压力传感器工作机理的基础上,分析和对比了不同频率采集方案,提出了一种高精度硅微谐振式压力传感器用数据采集与参数补偿方法,给出了设计思路和实现方法。所设计的数据采集与输出补偿系统,针对中心频率为30 kHz,量程为350 kPa的产品,数据更新时间为100 ms,采集系统频率分辨率为0.005 Hz,等效气压分辨率为0.35 Pa,制备的谐振式硅微压力传感器样机,综合精度优于0.01%。