電熱激勵揩振式硅微梁E+E壓力傳感器特性研究
微結構諧振式E+E壓力傳感器是一種用頻率變化來反映外界壓力變化的傳感器件，因其尺寸小、精度高、易于與數字設備接口而具有廣闊的應用前景。對電熱激勵諧振式硅微梁E+E壓力傳感器的開環／閉環特性、測試方法及便攜式壓力測試儀的設計和研制進行了深入研究。

電熱激勵揩振式硅微梁E+E壓力傳感器特性研究
通過對固支硅梁物理和數學模型的理論分析，得出了固支硅梁在一階振動模態下的振動方程；應用彈性力學理論，深入討論了固支硅梁對軸向應力和熱激振源的敏感特性作，分析了硅梁的非線性振動與諧振頻率的關系，并在此基礎上推導了硅梁測試系統的激振-拾振模型。應用鎖相放大技術，建立了傳感器開環測試系統。利用鎖相放大器分頻段掃描，對傳感器的幅頻特性、激勵信號敏感特性和非線性振動進行了測試。利用正反饋自激諧振原理，采用偏置交流激振、一倍頻拾振的方法，設計并制作了傳感器的閉環測試系統，實現了從噪聲中提取微弱拾振信號并對壓力調制的諧振頻率進行自動跟蹤，測試了傳感器輸出頻率與外加壓力和環境溫度的關系。針對電熱激勵硅諧振梁的特點，從激勵信號和機械結構兩個方面分析了傳感器的溫度特性，應用有限元分析軟件對傳感器結構熱應力進行了數值計算，與閉環實驗結果進行了對比分析；由此提出了采用軟件插值方法對傳感器溫漂進行補償，與閉環系統結合實現了溫度自動補償的功能，使溫度引起的系統輸出相對誤差由28％減小至0.2％。zui后，采用電熱激勵諧振式微梁E+E壓力傳感器為敏感器件，自主設計和研制了便攜式壓力測試儀。針對傳感器閉環自激信號的特點設計了高精度頻率／溫度信號采集電路。采用嵌入式系統實現了信號的后處理，實現了在便攜設備上對傳感器輸出信號的自動線性化、溫度補償、實時顯示和與PC通信的功能。配合傳感器，測試儀量程可達0kPa～600kPa。

電熱激勵揩振式硅微梁E+E壓力傳感器特性研究
采用標準壓力計，對該測試儀在100KPa～450KPa量程內的性能指標進行了測試：壓力測量誤差小于0.5％，測量精度±2kPa，適用溫度范圍0℃～60℃。該測試儀的研制初步實現了傳感器應用系統的小型化和自動化。