相关压阻式微压传感器敏感度精确测量基本原理与方式 ，分成串联谐振内腔测量方法、非串联谐振内腔测量方法、音响喇叭式工作压力产生器等，并详细介绍了压阻式微压传感器检测系统的精确测量基本原理等。

压阻式微压传感器的敏感度精确测量

压阻式液位传感器的特性关键用瞬变工作压力频率计和正弦函数频率计精确测量。

瞬变工作压力频率计就是指造成阶跃波或别的非周期时间数据信号的工作压力产生器，现阶段，关键用激波管阶跃工作压力产生器，它运用激波在液体中散播或是在一个刚度表层上反射面造成阶跃工作压力，以激起感应器的自振，它特别是在适用精确测量高频率回应的液位传感器。

正弦函数频率计是一种造成正弦函数工作压力数据信号的设备，分成下列几种:

1）串联谐振内腔测量方法：这类方式 一般选用活塞杆、轰鸣等激起密闭式内腔的气体震动，造成周期时间转变的工作压力。一般串联谐振内腔的工作压力在最高值较小，并且，頻率很低的状况下才算是一个优良的正弦波形，当工作压力最高值很大，頻率较高时波型失帧;

2）非串联谐振内腔测量方法：其原理是想方设法调配根据器皿的气旋而造成周期时间转变的工作压力;

3）音响喇叭式工作压力产生器：动圈式音响喇叭插电后造成震动，使气体藕合腔内的标准气压作正弦函数转变，产生起伏的声强数据信号。

以上液位传感器的测量法，激波管阶跃工作压力产生器关键用以高频率、很多程液位传感器的测量，是现阶段运用普遍的工作压力校准设备。

串联谐振内腔和非串联谐振内腔式的正弦函数频率计因为在高频率、髙压的标准 下，波型比较严重崎变，故一般只用以小工作压力或低頻范畴的精确测量，但该系统软件比较繁杂。

音响喇叭式工作压力产生器可造成波型优良的高频率工作压力，但空气中的声强较小，数据误差很大。

因而，现行标准的精确测量设备中未有理想化的精确测量压电式微压传感器敏感度的系统软件。

现阶段，压阻式微压传感器发展趋势快速，新研发出的一类感应器因为选用压电式单晶体片构造，并内嵌前置放大器，变大很弱数据信号并完成特性阻抗转换，进而使感应器具备测量范围小、敏感度高、抗干扰能力好等特性。这类感应器已普遍用以脉率、壁厚工作压力起伏等细微数据信号的检验。

因而，急需解决一种简单的精确测量设备精确测量感应器的特性。对于此事，文中参考水的声音精确测量中水听器的校正方式 ，明确提出用食油腔起伏声强精确测量压阻式微压传感器的敏感度及频率响应。

1 检测系统及基本原理

1.1 检测系统

压阻式微压传感器敏感度及频率响应的检测系统由频率计，功率放大电路、检测腔和数字示波器构成，如图所示1所显示。检测腔为水桶状，底端配有声发射超声波换能器，顶盖安裝规范感应器和被测感应器，腔内充斥着甲基硅油。频率计造成正弦函数数据信号，根据功率放大电路变大数据信号输出功率，键入发送超声波换能器，推动超声波换能器震动并造成声波频率。

规范感应器和被测感应器与此同时接受起伏数据信号，其輸出各自根据数字示波器安全通道1和安全通道2示出，较为数字示波器两安全通道輸出波型的最高值工作电压，就可以精确测量被测感应器的敏感度。

调节频率计的頻率，可精确测量敏感度随頻率的转变状况，得到感应器的频率响应特点。

图1　压阻式微压传感器检测系统

1.2 基本原理

选用间接性比较分析法精确测量感应器的敏感度，在音场匀称的油腔内，距发送源同样距离处置放规范感应器和被测感应器，两感应器与此同时接受超声波换能器发送的声波频率数据信号，用数字示波器各自精确测量2只感应器的輸出最高值工作电压V标和V测，获得V标/V测=M标/M测，即

M测=M标/V测/V标， （1）

式中M标和M测各自为规范感应器和被测感应器的敏感度，V/Pa;V标和V测为规范水听器和被测感应器的输出电压，V。由式（1）可测算出被测感应器的敏感度。

2、试验

试验用规范感应器选用压电陶瓷片球形水听器，它是一种接受声波频率数据信号的液位传感器，(电工学世家 www.dgjs123.com)经国家一级水的声音计量站校准，水听器的敏感度M标=87.1μV/Pa， 敏感度的测量不确定度为±5μV/Pa，串联谐振超过60kHz。尽管水听器的工作中频段较宽，但检测系统的输出功率限制受油腔规格的限定。

一般内腔的设计方案规格应不超四分之一光波长，以确保腔内音场的匀称性，系统软件的输出功率高，内腔的规格小，限定了被测感应器的规格。系统软件的精确测量頻率理论上不会有低限，但具体中腔内的信号发射器在低頻时信号强度较低，频率稳定度较小，限定了頻率低限。本试验系统软件的设计方案频段为20Hz～4kHz。

试验试品选用北京信息工程学院研发的YLC-A型压阻式微压传感器，试品数为3只。将感应器安裝在检测腔盖试品架子上，輸出端与腔盖紧的试品輸出导线联接，卡紧腔盖，按图1所显示联接系统软件。因为感应器内装前置放大器，需给予直流稳压电源工作中，开关电源加进腔盖紧被测感应器輸出端。

调整频率计造成正弦函数数据信号，数据信号力度不适合过大，以防止感应器輸出失帧。选择好几个数据信号頻率，各自精确测量每一个頻率点两感应器的输出电压，在1kHz处数字示波器上的规范感应器波型（1）的峰-最高值工作电压为145.5mV;被测感应器波型（2）的峰峰值工作电压为5.85V。将V标和V测带入式（1）计算被测感应器的敏感度。依据数值制作感应器的敏感度随頻率转变曲线图，如图2所显示，进而获得感应器的相频特性范畴。

图2 感应器敏感度精确测量曲线图
为检验检测系统的可重复性，试验对1#感应器开展了反复精确测量，图3示出2次精确测量的敏感度转变曲线图。

图3 　感应器2次敏感度精确测量曲线图

3、总结

1）选用匀称声腔甲基硅油物质中散播的声波频率做为不良情绪，用比较分析法较为规范感应器和被测感应器的輸出，可合理地精确测量压阻式微压传感器的敏感度及相频特性特点。3只感应器的精确测量敏感度各自为3.05，2.98，2.98mV/Pa，敏感度起伏低于0.5mV/Pa，相频特性范畴为20～2000Hz。

2）从图4可看得出:油腔起伏声强检测系统同一试品的2次精确测量数据信息（敏感度及相频特性范畴）可重复性不错，误差低于0.24mV/Pa。因为精确测量物质为甲基硅油，每一个试品需放置甲基硅油中检测，测后后需开展清理，应用麻烦。下一步应健全检测系统软件，设计方案抗油透声层维护被测感应器可免于触碰甲基硅油，以简单化实际操作。

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