一种微压阻式传感器振动与温度干扰补偿模型及系统技术方案

本发明专利技术公开了一种微压阻式传感器振动与温度干扰补偿模型及系统包括以下步骤：步骤1：计算温度载荷电压补偿模型VT；步骤2：获取振动载荷对微压阻式传感器造成的压力P，根据P得到VP振动载荷电压补偿模型；步骤3：根据VT和VP得到真实电压值补偿模型，实现对微压阻式传感器的补偿；本发明专利技术与传统试验方法相比理论推导和有限元分析模型相结合的方式具有易操作、经济、准确性高等优点；既可以为传感器结构抗干扰设计提供参考，又可以为传感器误差干扰补偿提供依据，补偿模型及补偿系统能够在线的对温度、振动载荷对测量结果造成的误差进行修正，具有很强的实用性。

A compensation model and system for vibration and temperature interference of micro piezoresistive sensor

The invention discloses a compensation model and system for vibration and temperature interference of a micro piezoresistive sensor, which comprises the following steps: step 1: calculating the temperature load voltage compensation model VT; step 2: obtaining the pressure P caused by the vibration load on the micro piezoresistive sensor, and obtaining the VP vibration load voltage compensation model according to P; step 3: according to VT and VT; VP obtains the real voltage compensation model to realize the compensation of the micro piezoresistive sensor; the method of combining the theoretical derivation with the finite element analysis model has the advantages of easy operation, economy and high accuracy compared with the traditional test method; it can provide reference for the anti-interference design of the sensor structure as well as for the sensor. The compensation model and compensation system can correct the error caused by temperature and vibration load on-line, which is very practical.

【技术实现步骤摘要】
一种微压阻式传感器振动与温度干扰补偿模型及系统
本专利技术涉及一种微压阻式传感器补偿模型及系统，具体涉及一种微压阻式传感器振动与温度干扰补偿模型及系统。
技术介绍
近年来，高速列车运行速度不断提高，气动噪声作用不断增加，影响乘客及周边居民的舒适性；已有研究表明，列车高速行驶下，脉动压力是引发列车噪声的根源，因此高速列车降噪需先探究脉动压力的机理与特征；然而高速列车表面脉动压力具有幅值小、频率范围宽、易受干扰等诸多特点，各种干扰信号混杂于脉动压力成分中；而且由于脉动压力幅值偏低，一般只有几十到上百帕，导致信号信噪比低，因此脉动压力信号的提取与分析具有很大的困难。目前高速列车表面压力测试线路实验常用的是贴片形的微压阻式压力传感器，微压阻式传感器不仅灵敏度高、机械性能好，而且体积能够集成到很小，可以尽量减少传感器尺寸对车外流场的影响；但是微压阻式传感器测试过程中容易受到振动、温度等因素干扰，给测试信号造成误差；目前微压阻式压力传感器的误差机理分析与补偿模型都是一项重要的研究课题；由于单晶硅的温度效应，其压阻系数会随温度而改变，目前传感器误差干扰主要研究领域为温度方面；硅的温度效应将导致传感本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种微压阻式传感器振动与温度干扰补偿模型，其特征在于，包括以下步骤：步骤1：计算温度载荷电压补偿模型VT；VT＝0.6771T‑14.11式中：T为温度；步骤2：获取振动载荷对微压阻式传感器造成的压力P，根据P得到VP振动载荷电压补偿模型；

【技术特征摘要】
1.一种微压阻式传感器振动与温度干扰补偿模型，其特征在于，包括以下步骤：步骤1：计算温度载荷电压补偿模型VT；VT＝0.6771T-14.11式中：T为温度；步骤2：获取振动载荷对微压阻式传感器造成的压力P，根据P得到VP振动载荷电压补偿模型；式中：Vs为供电电压，VP为由振动载荷造成的电桥输出电压。步骤3：根据VT和VP得到真实电压值，实现对微压阻式传感器的补偿；V＝V0-VT-VP式中：V为真实电压，V0为传感器输出电压。2.根据权利要求1所述的一种微压阻式传感器振动与温度干扰补偿模型，其特征在于，所述P获取方法如下：建立微压阻式传感器模型-硅杯薄膜模型；P＝hρa0式中：h为薄膜厚度，a0为振动加速度，ρ为硅薄膜密度。3.根据权利要求1所述的一种微压阻式传感器振动与温度干扰补偿模型，其特征在于，所述根据P得到VP振动载荷补偿电压过程如下：建立微压阻式传感器模型-硅杯薄膜模型；硅杯薄膜为正方形膜片，膜片的扰度方程如下：式中：w(x,y)为扰度方程，w0为薄膜中心挠度，x为薄膜横向坐标，y为薄膜纵向坐标，a为薄膜长度，E为杨氏弹性模量，P为振动载荷对微压阻式传感器造成的压力，h为薄膜厚度，δi为初始张力，v为泊松比，g1(v)，g2(v)为无量纲函数；P＝hρa0(2)式中：ρ为硅薄膜密度，a0为振动加速度；硅杯薄膜在x方向上的应力σxx和硅杯薄膜在y方向上的应力σyy为：式中：z为薄膜厚度方向坐标；式中：R为电阻，πl为横向压阻系数，πt为纵向压阻系数；由式(1)可得：由(2)、(3)、(6)可得硅杯薄膜在x方向上的应力σxx为：由(2)、(4)、(7)可得硅杯薄膜在y方向上的应力σyy为：由式(1)中第二个公式可求得w0，将w0带入式(8)和(9)即可求得σxx和σyy；将(8)和(9)带入(5)即可得到振动载荷对电阻的影响，如下式：式中：L为电阻条...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈春俊，邓超，
申请(专利权)人：西南交通大学，
类型：发明
国别省市：四川,51