微机械加工电容式压力传感器及信号处理技术研究
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摘要
电容式传感器具有结构简单、灵敏度高，动态特性好、对辐射和
强烈振动等恶劣条件适应性强、价格便宜等一系列优点。但是，电容
式传感器生产时电容引线困难、输出信号受干扰和温度影响较大、输
出特性存在非线性等问题制约了电容式传感器的生产及应用。
本课题中研制了一种新型微机械加工传感器，解决了引线封装问
题；设计了一种信号调理电路，解决了微小电容变化量的精密检测和
信号放大问题；同时用单片机实现了输出信号的温度和非线性的软件
补偿。
Capacitor sensor has a lot of advantages of simple structure,
high sensitivity, excellent dynamic characteristic and strong
resistance to high temperature, radiation and violent vibration, but
with low-price. While there are also some disadvantages such as
down-lead inconvenience, output signal disturbance, temperature drift
and nonlinear influence, which limit it application.
This thesis develops a new type of capacitor sensor with micro-
mechanical process to simplify the down-lead encapsulation. It not
only designs a signal conditioning circuit to measure and amplify the
tiny variation of capacitance, but also accomplishes the temperature
and non-linear compensation by software.
强烈振动等恶劣条件适应性强、价格便宜等一系列优点。但是，电容
式传感器生产时电容引线困难、输出信号受干扰和温度影响较大、输
出特性存在非线性等问题制约了电容式传感器的生产及应用。
本课题中研制了一种新型微机械加工传感器，解决了引线封装问
题；设计了一种信号调理电路，解决了微小电容变化量的精密检测和
信号放大问题；同时用单片机实现了输出信号的温度和非线性的软件
补偿。
Capacitor sensor has a lot of advantages of simple structure,
high sensitivity, excellent dynamic characteristic and strong
resistance to high temperature, radiation and violent vibration, but
with low-price. While there are also some disadvantages such as
down-lead inconvenience, output signal disturbance, temperature drift
and nonlinear influence, which limit it application.
This thesis develops a new type of capacitor sensor with micro-
mechanical process to simplify the down-lead encapsulation. It not
only designs a signal conditioning circuit to measure and amplify the
tiny variation of capacitance, but also accomplishes the temperature
and non-linear compensation by software.
引文
1．牛德芳 主编：《半导体传感器原理及应用》大连理工大学出版社；
2．袁希光 主编：《传感器技术手册》国防工业出版社；
3．[日]吉野新治 等著：张玉龙 等译：《传感器电路设计手册》中国计量出版社；
4．徐爱均 编著：《智能化测量控制仪表原理与设计》北京航空航天大学出版社；
5．雷振烈 编：《电子设备防干扰设计》天津科学技术出版社；
6．何立民编著：《MCS-5l单片机应用系统设计—系统配置与接口技术》北京航空航天大学出版社；
7．曹继松、韩德苏编：《测试电路》 上海交通大学出版社；
8．肖明耀 编著：《实验误差估计与数据处理》科学出版社；
9．白新桂 编著：《数据分析与实验优化设计》清华大学出版社；
10．杨惠连 编：《误差理论与实验设计》机械工业出版社；
11．王福明、贺正辉、索瑾 编著：《应用数值计算方法》科学出版社；
12．奚梅成 编著：《数值分析方法》中国科技大学出版社；
13．柯南 编著《Protel 98 Schmatic电路板设计》，《Protel 98 PCB电路板设计》中国铁路出版社；
14．Duane Hanselman、Bruce Littlefield著，李人厚、张平安等译；《精通MATLAB综合辅导与指南》西安交通大学出版社；
2．袁希光 主编：《传感器技术手册》国防工业出版社；
3．[日]吉野新治 等著：张玉龙 等译：《传感器电路设计手册》中国计量出版社；
4．徐爱均 编著：《智能化测量控制仪表原理与设计》北京航空航天大学出版社；
5．雷振烈 编：《电子设备防干扰设计》天津科学技术出版社；
6．何立民编著：《MCS-5l单片机应用系统设计—系统配置与接口技术》北京航空航天大学出版社；
7．曹继松、韩德苏编：《测试电路》 上海交通大学出版社；
8．肖明耀 编著：《实验误差估计与数据处理》科学出版社；
9．白新桂 编著：《数据分析与实验优化设计》清华大学出版社；
10．杨惠连 编：《误差理论与实验设计》机械工业出版社；
11．王福明、贺正辉、索瑾 编著：《应用数值计算方法》科学出版社；
12．奚梅成 编著：《数值分析方法》中国科技大学出版社；
13．柯南 编著《Protel 98 Schmatic电路板设计》，《Protel 98 PCB电路板设计》中国铁路出版社；
14．Duane Hanselman、Bruce Littlefield著，李人厚、张平安等译；《精通MATLAB综合辅导与指南》西安交通大学出版社；