QCM濕度傳感器測量系統(tǒng)的研制.pdf

1、QCM傳感器是一種新型的傳感器測量技術,是目前傳感器研究的一個熱點。一般 QCM濕度傳感器是以石英晶體表面的濕敏薄膜為敏感元件,石英晶體作為換能元件,利用石英晶體的質量—頻率變化關系,把濕度信號轉換為頻率信號輸出,從而實現(xiàn)濕度檢測。它具有選擇性好,靈敏度高、穩(wěn)定性好、精度高、測量范圍廣等優(yōu)點。
　　目前國內成熟的QCM濕度傳感器產品甚少,而國外的售價昂貴。本文的主要目的是為 QCM濕度傳感器的前期研發(fā)和后期產品化研制穩(wěn)定且便捷的測

2、量系統(tǒng)。
　　本文首先在探討了QCM等效電路和測量原理的基礎上,分析了各種QCM信號采集方法。在綜合考慮各類方法的優(yōu)劣和實際應用場合等因素后,最終確定采用串聯(lián)型普通振蕩電路法作為 QCM信號采集的方法。考慮到 QCM探頭本身會有溫漂,并且輸出頻率受外界壓強及老化影響,所以采用差頻電路來降低這些因素帶來的影響,同時降低測量頻率以提高測量精度。通過大量測試驗證了差頻電路的有效性且 QCM測量模塊的穩(wěn)定性良好。然后按照一般產品設計流程,

3、先進行了需求分析,進而提出設計方案,最后進行具體設計,完成對測量系統(tǒng)進行整體硬件設計及單片機程序設計。經調試,能實現(xiàn)了設計目標的所有的功能。最后為了實現(xiàn) QCM濕度傳感器的校準工作,為以后產品化提供便利,設計了靈活的自動校準軟件。在對購買的 QCM探頭進行測試后,選擇合適的露點,采用該自動校準軟件進行校準。最終檢查結果表明,該 QCM濕度傳感器在整個量程內精度在±3Ctd以內,基本接近產品化要求。
　　本課題研制 QCM濕度傳感器