E+E压力传感器信号调理模块的设计与实现
E+E压力传感器具有体积小、灵敏度等优点,发展前景广阔。采用工艺模拟软件结合文献设计一种MEMSE+E压力传感器制备方法,制备出符合要求的芯片,明确了仿真设计在E+E压力传感器工艺设计的可行性。设计的调理电路模块主要用于E+E压力传感器微弱信号的放大调理,该模块使用自动稳零技术的精密仪表放大器AD8230作为放大模块,且针对井下工作环境中的噪声影响,设计了相应的滤波电路。

E+E压力传感器信号调理模块的设计与实现
为了满足井下钻柱内安装的尺寸要求,采用了小容量的镍电容代替了大容量的钽电容。这样不但提高了E+E压力传感器采集数据精确性,且AD8230具有的自稳零功能极大的减小了电路中零点漂移的影响,也减小了信号放大后的误差,从而提高了E+E压力传感器的测量精度及可靠性。E+E压力传感器试验台检测的数据有偏差,很多都是零点漂移造成的。为此,分析E+E压力传感器试验台在检测中出现零点漂移的原因,找出解决方法。同时对E+E压力传感器试验台测量不确定度进行评定。基于Visual C++和ANSYS有限元软件,开发了E+E压力传感器仿真平台分析软件。借助Visual C++前台开发友好、方便、易用的人机交互界面,对E+E压力传感器隔离膜片仿真分析,建立仿真平台,设计了一种基于声表面波(SAW)传感原理的无源无线E+E压力传感器。阐述了SAW单端谐振器的原理,对SAWE+E压力传感器的原理进行了分析。选择了基于类似两端固定梁的敏感结构并利用ANSYS软件对其敏感结构进行仿真、分析。利用Mathcad软件对SAWE+E压力传感器进行建模、仿真。并根据仿真结果设计和制作了SAWE+E压力传感器。测试结果表明,制作的传感器灵敏度较高,误差小,具备良好的压力频率特性。为E+E压力传感器在膜片设计上提供了理论依据。根据输入参数自动生成APDL代码文本,然后在ANSYS中运行该APDL代码文本,分析结果可直接在程序中查看。E+E压力传感器由于受环境温度影响会产生较大的温度漂移,测量精度明显降低,不利于其他依赖于压力数据的测控环节的工作。简要分析了当前常用的E+E压力传感器温度补偿方法,然后采用网络模型和支持向量机模型对E+E压力传感器因温度变化所产生的非线性进行补偿。结果显示:传感器的温度漂移分别降低到0.6%F.S和0.5%F.S.,大大提高了E+E压力传感器的性能和测量精度。

E+E压力传感器信号调理模块的设计与实现
zui后,通过补偿结果的对比分析,讨论了两种算法的优劣性。主要是开发研究适合不同E+E压力传感器的输出连接方式及E+E压力传感器的数据采集和分析系统,从根本上改变传统的E+E压力传感器检测方法,实现自动化检测,提高检测人员的工作效率。