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1 u x( N: v7 ~8 ?% _/ @7 D摘要本文介绍了一种新颖的基于单片机的硅微机械谐振传感器测量方法及其实现。在微传感器工作原理理论分析的基础." H5 X( i% f; R
上,证明其适合于真空环境测量。利用闭环测控电路方式，使整机具有良好的灵敏度和可靠性。讨论了测量仪的测量原理、硬
* I: r. U7 ]1 O+ [. Q' @件组成和软件设计。该测量仪的真空度测量范围接近102~10-Pa,具有可靠性高、响应速度快等优点。5 Y: t( U+ b" P8 x* o1 V
关键词 硅微机械谐振传感器 单片机 闭环测控 真空测量
" m$ Q2 m) b' _5 e0 `' Q" @" a
+ W& K8 ]5 w7 b7 N; K- N: K1 引言+ r! j% b/ u P0 ?/ R
将半导体集成电路的加工技术应用到机械领
& g: j% A* \+ o* N4 s- ~域,构成机电一.体化的新型传感器,近年来以其独特
; W G0 ~" E; j4 ]# A2 j的性能和价格优势,成为一个新兴的研究领域,各国
2 z- i- C: a8 L9 ~) C3 j" d$ H竞相开展研究和开发。国外的一些微机械结构的传, l1 e& d& B2 @$ g( t! j% k
感器已经商品化，如Motorola公司的MPX系列硅; T# v# ?% j0 C% |* q2 o E
压力传感器等。但在真空测量的传感和测量仪表上 k4 n |7 N+ g3 U4 O
的研究才刚起步，尤其是在用单片机实现对微传感
9 G2 [ Y" @* J3 T' {器的测量研究方面尚未见报导。用硅微机械技术制/ ?% G0 Y0 N, |9 H
造的微传感器具有体积小、可集成和批量生产等优# C3 i0 `0 D; z
# C+ d+ n4 o! K
点,而谐振传感器具有精度高、抗干扰能力强和适用.% A2 S$ T$ L8 H4 e7 P- |
于长距离信号传输等优点01.2]。由于它在机理、结构$ E7 V8 X) Z5 P! e2 j
上的学术价值,在技术上的新颖性及性能、价格方面
" H3 U G- @3 m% m的优势，使本项研究具有极其重要的意义和明显的
6 t) S1 _; Q: h4 Q0 g7 ~应用前景。浙江大学在国家重点自然科学基金的资6 @, r. x6 [! `# U5 X8 w
助下,在单晶硅上以各向异性腐蚀形成的悬臂梁作.
# D' R3 [5 h4 }+ w" g为谐振子，并在悬臂梁.上构制电检测振动的横向压! u' e6 N2 Y V2 R0 J f
阻器件,成功地研制了静电激励和热应力激励的新8 H* ~, B1 f8 w& F6 S% K! w9 x; O
颖真空传感器。在此基础上,结合对其进行的理论分
7 L# D# U; l& I4 G9 ?析，研制成功基于单片机的新型传感器测试及真空
2 J- q$ Y+ k9 D测量仪。
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发表于 2020-3-31 14:10
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