錳銅高壓傳感器的研究及溫度補(bǔ)償方法.pdf

1、高壓傳感器是測(cè)量高壓介質(zhì)壓力的必要手段，在靜高壓領(lǐng)域常采用機(jī)械式、壓電式、壓阻式、應(yīng)變式高壓傳感器測(cè)量壓力?；趬鹤栊?yīng)的錳銅傳感器具有線性好、靈敏度高、壓阻系數(shù)大的特點(diǎn)，很早就應(yīng)用于高壓測(cè)量，特別是動(dòng)高壓測(cè)量。為實(shí)現(xiàn)高溫下靜高壓測(cè)量，本文研究了錳銅合金的壓阻特性、溫度特性，探究了錳銅合金應(yīng)用于靜高壓測(cè)量的可行性及高溫補(bǔ)償方法。本文從傳感器設(shè)計(jì)、實(shí)驗(yàn)研究、溫度補(bǔ)償?shù)热齻€(gè)方面展開(kāi)對(duì)錳銅高壓傳感器的研究。設(shè)計(jì)了傳感器敏感元件及總體結(jié)構(gòu)，搭建

2、了完備的實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)對(duì)傳感器的壓阻特性、溫度特性進(jìn)行了深入研究，完成了傳感器的標(biāo)定及參數(shù)測(cè)算，并推導(dǎo)出簡(jiǎn)易有效的溫度補(bǔ)償模型。為提高補(bǔ)償精度采用了基于RBF神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的溫度補(bǔ)償方法，并編寫(xiě)了基于Labview的軟件補(bǔ)償程序，實(shí)現(xiàn)了傳感器在500MPa以?xún)?nèi)、120℃以下的自動(dòng)補(bǔ)償功能，平均相對(duì)誤差為1.89％。
　　本研究主要內(nèi)容包括：⑴根據(jù)國(guó)內(nèi)外關(guān)于錳銅高壓傳感器的研究成果，分析了絲式結(jié)構(gòu)錳銅傳感器應(yīng)用高溫下靜高壓測(cè)量的可行性。對(duì)傳感器

3、結(jié)構(gòu)進(jìn)行了設(shè)計(jì)，其中包括殼體設(shè)計(jì)、強(qiáng)度設(shè)計(jì)與分析、密封設(shè)計(jì)、敏感元件的設(shè)計(jì)及工藝等，并對(duì)傳感器結(jié)構(gòu)進(jìn)行了可靠性驗(yàn)證與改進(jìn)。⑵搭建了靜高壓實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)，其中包括壓力系統(tǒng)、溫度系統(tǒng)、數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)，以開(kāi)展傳感器的壓力、溫度特性研究。充分考慮了壓致升溫、靜壓管道延遲效應(yīng)對(duì)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的影響，改進(jìn)了實(shí)驗(yàn)裝置使實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)更加準(zhǔn)確可靠。對(duì)傳感器進(jìn)行了常溫下的壓力標(biāo)定實(shí)驗(yàn)，測(cè)算了傳感器線性、靈敏度、精度誤差等靜態(tài)指標(biāo)，并編寫(xiě)了基于Labview的虛擬儀器采集程序