一種活塞式壓力傳感器的研究.pdf

1、海洋作為當(dāng)前科學(xué)探究和國(guó)際資源爭(zhēng)奪的新陣地，發(fā)展深海探測(cè)技術(shù)已成為提升深海開(kāi)發(fā)能力、提高深海研究水平非常重要的環(huán)節(jié)，其中微小水壓變化的測(cè)量顯得尤為重要。因此，本文設(shè)計(jì)了一種活塞式深海壓力測(cè)量傳感器用于在大水深壓力下的微小水壓測(cè)量。
　　本文依據(jù)深海壓力傳感器的測(cè)量要求和壓力平衡控制要求，提出通過(guò)控制電機(jī)來(lái)實(shí)現(xiàn)活塞在缸體中移動(dòng)，改變壓力傳感器內(nèi)部的油液壓力來(lái)平衡海水壓力的平衡方案，初步確定了活塞式壓力傳感器系統(tǒng)的總體構(gòu)成以及精確控制

2、壓力平衡的方法;通過(guò)對(duì)機(jī)械傳動(dòng)系統(tǒng)、控制系統(tǒng)等組成部分進(jìn)行選型以及計(jì)算，完成了活塞式壓力傳感器系統(tǒng)的整體設(shè)計(jì);基于動(dòng)力學(xué)理論得出系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型，利用Matlab軟件繪制了系統(tǒng)的伯德圖，得出了活塞式壓力傳感器系統(tǒng)穩(wěn)定的依據(jù)，保證了傳感器的測(cè)量精度;利用AMESim軟件建立整個(gè)壓力傳感器的系統(tǒng)模型，并對(duì)其控制系統(tǒng)輸入不同的壓力曲線，來(lái)模擬傳感器在海水中不同的動(dòng)作模式，得出了傳感器響應(yīng)與壓力的關(guān)系曲線。
　　本課題研究的活塞式壓力傳感器

3、通過(guò)對(duì)壓力平衡控制系統(tǒng)的閉環(huán)控制，可以實(shí)現(xiàn)對(duì)外部海水壓力的精確、快速地響應(yīng)。其不僅可以利用小量程的傳感器測(cè)量微小壓力的變化，在400m水深下出現(xiàn)1m的水深波動(dòng)時(shí)，傳感器能夠識(shí)別約0.013m的水深變化;還能通過(guò)主動(dòng)調(diào)節(jié)傳感器的內(nèi)外壓力差，采用壓力累加的方法來(lái)獲得大水深的壓力值，在海水壓力為4MPa時(shí)，傳感器誤差約為0.03MPa，精度為0.75％FS。同時(shí)搭建了活塞式壓力傳感器、深海壓力模擬裝置的一體化平臺(tái)，通過(guò)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證了活塞式壓力傳感