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高精度气象压力传感器技术研究
资料介绍
高精度大气压力传感器在地面气象站及探空气球与探空火箭中有着广泛的应用,该传感器的精度直接影响了气象预报的准确度。开展高精度的大气压力传感器研制工作,对促进国内气象业务发展,提高传感器设计水平以及关键测试测量设备的国产化具有重要的意义。
针对气象领域业务应用的要求,课题采用硅压阻式压力传感器作为检测压力的敏感元件,传统的压阻式压力传感器的压力信号输出在整个量程范围内并不是完全线性的,而且其温度系数大,其零点与灵敏度都会随着温度的变化而产生热漂移,从而使测量的精度较低,仅仅通过材料与工艺手段的改进、硬件电路的补偿,不能够满足高精度大气压力测量的需要,必须结合数字化技术手段,对传感器信号进行温度补偿及非线性修正,提高测试精度。论文首先进行了敏感元件的原理分析与工艺的优化设计,然后通过硬件电路进行压力温度漂移与非线性的补偿,课题采用简化的、高性能的单片机硬件系统作为信号处理及数据提取算法的核心部件,结合高分辨率的A/D电路与软件韵信号滤波设计实现压力与温度信号的高精度采集,采用LabVIEW软件作为数据分析与算法仿真的辅助工具,得到最佳拟合温度补偿的算法,并实现算法在单片机系统的移植。最后通过实测验证了设计的可行性。
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