论文摘要：硅谐振式传感器开环特性测试分析系统的研究与实现

本文对硅谐振式传感器的开环特性测试进行了研究，并实现了一种专用的开环特性测试分析系统。 硅谐振式传感器的开环特性测试，对于这类传感器的研制和应用具有重要的意义。本文以硅谐振梁式压力微传感器为代表，介绍了此类传感器的敏感元件结构和工作机理，并在此基础上对传感器的信号转换机制和输出信号的特点进行了分析，得出结论：此类传感器输出的信号为信噪比很低的正弦交流微弱信号。 为了从强噪声背景中检测出正弦有用信号的幅值和相位，本文根据其频谱集中的特点，选用了结合相关原理和锁定放大原理的正交基相关检测算法。本文对该算法的原理进行了研究和分析，通过软件对算法的模拟结果表明，该算法适用于对传感器的输出微弱信号进行检测。结合频域扫描的方式，对扫描范围内的每个频率点采用正交基相关算法检测，可以获得传感器的幅频与相频特性，实现对其开环特性的测试。 基于上述检测算法和测试原理，本文设计和研制了一套专用的开环特性测试分析系统。该系统以DSP为核心，由信号处理、USB通讯、信号发生、信号采集和PC机五大模块构成。文中重点介绍了前两者硬件电路的实现和相应软件的设计，并对系统该部分进行了实验验证。 本文的研究内容和成果及设计的系统，对于硅谐振式传感器的开环特性测试和闭环系统设计具有理论意义与实用价值，为进一步研究、研制此类传感器提供了重要的依据。