[發(fā)明專利]一種用于風(fēng)洞模型底部壓力測量的微型組合式壓力傳感器有效
| 申請?zhí)枺?/td> | 202110311702.1 | 申請日： | 2021-03-24 |
| 公開（公告）號： | CN113029508B | 公開（公告）日： | 2023-06-02 |
| 發(fā)明（設(shè)計）人： | 謝艷;趙莉;蔣鴻;魏志;尹剛;楊振華;劉剛;王武;王瑞波;張悅;陳星豪;喬至遠(yuǎn);石宇;韓俐羽;王夢晗;覃源遠(yuǎn);曹宇晴;羅章 | 申請（專利權(quán)）人： | 中國空氣動力研究與發(fā)展中心高速空氣動力研究所 |
| 主分類號： | G01M9/06 | 分類號： | G01M9/06;G01L9/00 |
| 代理公司： | 綿陽山之南專利代理事務(wù)所(普通合伙) 51288 | 代理人： | 沈強 |
| 地址： | 621000 四*** | 國省代碼： | 四川;51 |
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| 摘要： | |||
| 搜索關(guān)鍵詞： | 一種 用于 風(fēng)洞 模型 底部 壓力 測量 微型 組合式 壓力傳感器 | ||
1.一種用于風(fēng)洞模型底部壓力測量的微型組合式壓力傳感器，用于風(fēng)洞模型底部壓力測量，其特征在于：所述傳感器包括芯體基座和對稱連接在芯體基座兩側(cè)的蓋板，芯體基座與蓋板連接為一體后的結(jié)構(gòu)為六面形柱體，
所述芯體基座上沿著長度方向設(shè)置有若干個通孔，每一個通孔內(nèi)設(shè)置一個壓差型壓力傳感器芯片，所有壓力傳感器芯片同向設(shè)置在通孔內(nèi)，沿著芯體基座的高度方向、壓力傳感器芯片一側(cè)是參考壓力端，另一側(cè)是測試壓力端，相鄰兩個壓力傳感器之間設(shè)置一個溫度傳感器；
所述蓋板包括一塊測量氣路蓋板和一塊參考?xì)饴飞w板，所述測量氣路蓋板上與壓力傳感器芯片對應(yīng)的位置處設(shè)置有密封槽，芯體基座和測量氣路蓋板蓋合后，一個壓力傳感器芯片的測試壓力端對應(yīng)設(shè)置在一個密封槽內(nèi)，所述測量氣路蓋板內(nèi)設(shè)置有若干個氣路，每一個密封槽通過一個獨立的氣路與外部連通；
所述參考?xì)饴飞w板上與芯體基座連接的一面上設(shè)置有內(nèi)腔，所述內(nèi)腔與芯體基座端面之間構(gòu)成密封腔體，所有壓力傳感器芯片的參考壓力端均設(shè)置在密封腔體內(nèi)，所述參考?xì)饴飞w板上設(shè)置有與內(nèi)腔連通的氣路，氣路與外部連通，
所述密封槽與密封腔體之間互不相通。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種用于風(fēng)洞模型底部壓力測量的微型組合式壓力傳感器，其特征在于所述芯體基座為長方體，所述蓋板為梯形柱體，測量氣路蓋板通過螺釘與芯體基座固定連接，參考?xì)饴飞w板通過密封膠與芯體基座粘接。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種用于風(fēng)洞模型底部壓力測量的微型組合式壓力傳感器，其特征在于所有壓力傳感器芯片具有相同的電壓輸入，輸入電壓為3V～20V恒壓供電，每一個壓力傳感器芯片具有獨立的電壓信號輸出，所述壓力傳感器芯片為兩線輸出。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種用于風(fēng)洞模型底部壓力測量的微型組合式壓力傳感器，其特征在于每一個溫度傳感器芯片具有獨立的輸入、輸出線路，每一個溫度傳感器芯片的輸入和輸出共用一組線路。
5.根據(jù)權(quán)利要求3或4所述的一種用于風(fēng)洞模型底部壓力測量的微型組合式壓力傳感器，其特征在于在芯體基座上設(shè)置有線槽，溫度傳感器芯片和壓力傳感器芯片的輸入、輸出線路設(shè)置在線槽內(nèi)。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種用于風(fēng)洞模型底部壓力測量的微型組合式壓力傳感器，其特征在于在參考?xì)饴飞w板上沿著軸線對稱設(shè)置有兩組與內(nèi)腔連通的氣路，每一組氣路均與外部大氣連通。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種用于風(fēng)洞模型底部壓力測量的微型組合式壓力傳感器，其特征在于對壓力傳感器的溫度補償，包括以下過程：
步驟一：在補償溫度范圍的25%位置處設(shè)定溫度，并在壓力傳感器芯片滿量程的-80%、0、-80%三個壓力點進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)壓力加壓測試，對所加的標(biāo)準(zhǔn)壓力和相對應(yīng)的壓力傳感器芯片輸出電壓進(jìn)行線性擬合，得到壓力傳感器芯片在溫度下的一次項工作系數(shù)；
步驟二：在補償溫度范圍的80%位置處設(shè)定溫度，并在壓力傳感器芯片滿量程的-80%、0、-80%三個壓力點進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)壓力加壓測試，對所加的標(biāo)準(zhǔn)壓力和相對應(yīng)的壓力傳感器芯片輸出電壓進(jìn)行線性擬合，得到壓力傳感器芯片在溫度下的一次項工作系數(shù)；
步驟三：通過步驟一和步驟二計算壓力傳感器芯片工作系數(shù)隨溫度變化而改變的綜合比值，，，n為壓力傳感器芯片個數(shù)；
步驟四：計算補償電阻阻值，其中為溫度時壓力傳感器芯片的恒壓供電兩端之間的總電阻，為溫度時壓力傳感器芯片的恒壓供電兩端之間的總電阻；
步驟五：選擇阻值為且阻值恒定不隨溫度變化的電阻串接到壓力傳感器芯片的統(tǒng)一恒壓供電回路中，并調(diào)整恒壓供電電壓為，其中
步驟六：在微型組合式壓力傳感器的補償溫度范圍內(nèi)，選取多個溫度點，分別對傳感器進(jìn)行各恒溫狀態(tài)下的加壓校準(zhǔn)，得到多組恒定溫度、不同壓力條件下，各壓力傳感器芯片和溫度傳感器芯片的輸出值；
步驟七：將相鄰兩只溫度傳感器芯片測值的平均值作為這兩只溫度傳感器芯片之間的壓力傳感器芯片的溫度；
步驟八：對步驟六和步驟七的結(jié)果進(jìn)行擬合，獲取該壓力傳感器芯片輸出電壓、芯片溫度和所加校準(zhǔn)壓力的二元函數(shù)關(guān)系，對壓力傳感器測值進(jìn)行二級溫度補償。
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