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《中北大学》 2011年
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LC谐振式耐高温加速度传感器的设计

刘鹏飞  
【摘要】:微/纳电子机械系统(M/NEMS)具有小型化、低功耗、集成度高等优点,可以完成大尺寸机电系统所不能完成的任务,也可嵌入大系统中,把自动化、智能化和可靠性提高到一个新的水平。高温环境加速度测量技术一直是困扰着高速导弹、航天飞机测试的一个难题,高温环境下传感器的选用要考虑到各种因素:机械强度、氧化腐蚀、电缆传输等问题。因此,研制一种适合高温环境测量的的加速度传感器符合目前高速发展的核电、武器、宇航的需要。 论文中针对任务书提出的高温加速度测量技术的各项指标要求和任务内容进行了分析,将研究内容,设计任务进行分类细化,分别对飞行试验、地面试验用传感器结构进行设计。并提炼出需要解决的理论、技术性关键问题。通过对任务内容的梳理,初步确定了研究的思路和总体研究方案,并针对具体内容进行了理论研究和仿真分析,根据仿真结果对结构进行了优化设计,说明了最终结构的可行性。该方案的进一步实施有助于国内耐高温传感器产品的技术创新,有助于提高超高温环境下振动测量的稳定性、便携性。本项目的任务分为三个具体的任务:非接触式无源加速度传感器工作原理研究、耐高温传感器芯片工艺设计研究、高温环境下传感器隔热封装结构设计。这三个任务有共性的要求,即实现传感器的高温测量技术,但是各部分又相互独立,分别从原理、工艺、封装三个方面描述了高温环境下传感器的测量方法。通过试验论证,说明这种方法的可行性。 本文的创新点在于设计了一种新式工作原理的传感器,它是利用LC互感谐振原理实现加速度信号的无线传输,并设计了传感器的耐高温防护结构,该结构考虑到高温环境存在的各种影响因素,具有通用性、可靠性。对普通传感器的高温热防护具有很好的移植性。同时,针对这种传感器的特殊原理设计了检测电路,对信号进行检波、扫频、鉴频、数学计算,最终实现加速度信号的输出。
【学位授予单位】:中北大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2011
【分类号】:TP212

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【参考文献】
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