本文關(guān)鍵詞：車(chē)用高溫壓力傳感器的設(shè)計(jì)與分析

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【摘要】：發(fā)動(dòng)機(jī)排氣壓力的測(cè)量對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)性能的研究有著重要意義,由于發(fā)動(dòng)機(jī)工作時(shí)排氣門(mén)溫度很高,普通壓力傳感器無(wú)法正常工作,因此研究能在發(fā)動(dòng)機(jī)排氣門(mén)正常工作的車(chē)用高溫壓力傳感器是值得深入研究的課題。通過(guò)調(diào)查研究,本文設(shè)計(jì)并分析Si C壓阻式高溫壓力傳感器。進(jìn)行傳感器感應(yīng)膜片的設(shè)計(jì)選型分析,封裝方案的選取,并提出一種模擬發(fā)動(dòng)機(jī)排氣門(mén)工作狀況的熱-結(jié)構(gòu)耦合分析方法,對(duì)傳感器基本性能進(jìn)行仿真計(jì)算,并通過(guò)試驗(yàn)對(duì)傳感器性能進(jìn)行研究和驗(yàn)證,具體工作如下:(1)基于小撓度理論,對(duì)壓力傳感器感應(yīng)膜片進(jìn)行尺寸設(shè)計(jì),結(jié)合有限元軟件ANSYS研究感應(yīng)膜片的性能,并對(duì)感應(yīng)膜片進(jìn)行對(duì)比選型與分析,對(duì)傳感器輸出進(jìn)行預(yù)估。研究感應(yīng)膜片邊長(zhǎng)和厚度對(duì)傳感器輸出以及靈敏度的影響,證明設(shè)計(jì)方案的合理性。(2)選取合適的封裝方案,并結(jié)合發(fā)動(dòng)機(jī)排氣門(mén)工作狀況對(duì)封裝結(jié)構(gòu)進(jìn)行穩(wěn)態(tài)熱-結(jié)構(gòu)耦合分析以及瞬態(tài)熱-結(jié)構(gòu)耦合分析,研究穩(wěn)態(tài)溫度以及瞬態(tài)熱沖擊對(duì)傳感器性能的影響,分析封裝對(duì)膜片表面熱應(yīng)力的影響,結(jié)果表明:所選封裝方案能保證傳感器在發(fā)動(dòng)機(jī)排氣門(mén)這種高溫環(huán)境下仍能有著良好的工作性能。(3)對(duì)比分析感應(yīng)膜片在不同溫度場(chǎng)下的應(yīng)力分布情況,確定壓敏電阻布置位置,并對(duì)不同溫度場(chǎng)下施加不同的壓力載荷時(shí)感應(yīng)膜片的應(yīng)力場(chǎng)與電壓輸出進(jìn)行仿真分析。(4)針對(duì)某型號(hào)高溫壓力傳感器進(jìn)行靜態(tài)性能試驗(yàn)以及溫度影響試驗(yàn),分析高溫壓力傳感器在高溫環(huán)境下的性能,并分析高溫壓力傳感器在高溫環(huán)境中的輸出,對(duì)仿真結(jié)果進(jìn)行驗(yàn)證。以上分析試驗(yàn)結(jié)果為高溫壓力傳感器的設(shè)計(jì)提供一定的依據(jù)。
【關(guān)鍵詞】：SiC 高溫 壓力傳感器 感應(yīng)膜片 封裝 熱-結(jié)構(gòu)耦合
【學(xué)位授予單位】：南京航空航天大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類(lèi)號(hào)】：U463.6
【目錄】：

• 摘要4-5
• ABSTRACT5-12
• 注釋表12
• 縮略詞12-13
• 第一章 緒論13-19
• 1.1 研究背景和意義13-14
• 1.2 高溫壓力傳感器國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀14-17
• 1.2.1 新材料高溫壓力傳感器研究現(xiàn)狀14-16
• 1.2.2 高溫壓力傳感器封裝研究工藝現(xiàn)狀16
• 1.2.3 高溫壓力傳感器感應(yīng)膜片研究現(xiàn)狀16-17
• 1.3 本文研究目標(biāo)及主要研究?jī)?nèi)容17-19
• 1.3.1 研究目標(biāo)17
• 1.3.2 本文主要研究?jī)?nèi)容17-19
• 第二章 SiC壓阻式壓力傳感器原理19-28
• 2.1 引言19
• 2.2 SiC材料基本特性19-21
• 2.3 壓阻式壓力傳感器工作原理21-27
• 2.3.1 壓阻效應(yīng)21-22
• 2.3.2 惠斯頓電橋22-24
• 2.3.3 彈性薄板小撓度理論24-27
• 2.4 本章小結(jié)27-28
• 第三章 感應(yīng)膜片設(shè)計(jì)及分析28-41
• 3.1 引言28
• 3.2 壓阻式壓力傳感器感應(yīng)膜片研究28-32
• 3.2.1 方型膜片28-30
• 3.2.2 圓型膜片30-31
• 3.2.3 E型膜片31-32
• 3.3 感應(yīng)膜片設(shè)計(jì)32-33
• 3.4 感應(yīng)膜片建模與對(duì)比選型分析33-37
• 3.4.1 有限元模型的建立33-34
• 3.4.2 感應(yīng)膜片有限元對(duì)比仿真分析34-37
• 3.5 感應(yīng)膜片尺寸對(duì)輸出的影響37-40
• 3.5.1 不同尺寸感應(yīng)膜片受力分析37-38
• 3.5.2 傳感器性能預(yù)估38-40
• 3.6 本章小結(jié)40-41
• 第四章 壓阻式壓力傳感器封裝設(shè)計(jì)以及熱-結(jié)構(gòu)耦合分析41-55
• 4.1 引言41
• 4.2 封裝方案的選擇41-43
• 4.2.1 封裝材料的選擇41-42
• 4.2.2 封裝結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)42-43
• 4.3 熱傳導(dǎo)基本理論及仿真分析43-46
• 4.3.1 傅里葉定律43-44
• 4.3.2 穩(wěn)態(tài)熱分析44-46
• 4.4 傳感器熱-結(jié)構(gòu)耦合分析46-53
• 4.4.1 熱力學(xué)基本理論46-47
• 4.4.2 傳感器穩(wěn)態(tài)熱-結(jié)構(gòu)耦合分析47-49
• 4.4.3 傳感器瞬態(tài)熱-結(jié)構(gòu)耦合分析49-52
• 4.4.4 壓敏電阻位置選取52
• 4.4.5 溫度對(duì)傳感器輸出影響的模擬52-53
• 4.5 本章小結(jié)53-55
• 第五章 高溫壓力傳感器性能分析與試驗(yàn)55-67
• 5.1 引言55
• 5.2 靜態(tài)性能指標(biāo)55-58
• 5.2.1 線性度55-57
• 5.2.2 靈敏度57-58
• 5.2.3 滯后性58
• 5.3 溫度影響性能指標(biāo)58-59
• 5.3.1 熱零點(diǎn)漂移58-59
• 5.3.2 熱靈敏度漂移59
• 5.3.3 熱零點(diǎn)滯后59
• 5.3.4 熱靈敏度滯后59
• 5.4 壓力傳感器靜態(tài)性能試驗(yàn)以及溫度影響試驗(yàn)59-65
• 5.4.1 試驗(yàn)準(zhǔn)備59-61
• 5.4.2 壓力傳感器靜態(tài)性能試驗(yàn)61-62
• 5.4.3 壓力傳感器溫度影響試驗(yàn)62-65
• 5.5 本章小結(jié)65-67
• 第六章 總結(jié)與展望67-69
• 6.1 本文主要工作67-68
• 6.2 工作展望68-69
• 參考文獻(xiàn)69-73
• 致謝73-74
• 在學(xué)期間參與的科研工作及研究成果74

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中國(guó)期刊全文數(shù)據(jù)庫(kù) 前10條

1 張?chǎng)?郭清南,李學(xué)磊;壓力傳感器研究現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢(shì)[J];電機(jī)電器技術(shù);2004年04期

2 房建果;孫鋒;尤春安;;壓力傳感器受力的數(shù)值模擬分析[J];巖土力學(xué);2006年S1期

3 郭冰;王沖;;壓力傳感器的現(xiàn)狀與發(fā)展[J];中國(guó)儀器儀表;2009年05期

4 ;奇石樂(lè)擴(kuò)展了其沖壓力傳感器系列[J];電機(jī)與控制應(yīng)用;2010年01期

5 孟濤;;可測(cè)至200巴的硅壓力傳感器[J];儀器制造;1981年03期

6 陸廣振;;法國(guó)壓力傳感器五年中銷(xiāo)售額增加一倍[J];儀器制造;1982年06期

7 文鳴岐;;壓力傳感器技術(shù)的新進(jìn)展[J];自動(dòng)化儀表;1984年04期

8 五十嵐伊勢(shì)美 ,杉山進(jìn) ,張維連;半導(dǎo)體壓力傳感器的開(kāi)發(fā)動(dòng)向[J];國(guó)外自動(dòng)化;1986年06期

9 畢洪昶;;園筒振動(dòng)壓力傳感器Model 7001,7002,7003[J];宇航計(jì)測(cè)技術(shù);1986年04期

10 高振鸞;;壓力傳感器的開(kāi)發(fā)動(dòng)向[J];儀表工業(yè);1987年02期

中國(guó)重要會(huì)議論文全文數(shù)據(jù)庫(kù) 前10條

1 厲彥忠;蘇林;王江;張玉文;;壓力傳感器的溫度特性及其校驗(yàn)系統(tǒng)[A];第六屆全國(guó)低溫與制冷工程大會(huì)會(huì)議論文集[C];2003年

2 高成臣;;硅-藍(lán)寶石高溫壓力傳感器發(fā)展現(xiàn)狀[A];2000全國(guó)力學(xué)量傳感器及測(cè)試、計(jì)量學(xué)術(shù)交流會(huì)論文集[C];2000年

3 唐世洪;;雙E型硅壓力傳感器的研制[A];2000全國(guó)力學(xué)量傳感器及測(cè)試、計(jì)量學(xué)術(shù)交流會(huì)論文集[C];2000年

4 齊虹;王善慈;易德興;王蘊(yùn)輝;;一種硅壓力傳感器的可靠性試驗(yàn)方法及失效分析[A];2000全國(guó)力學(xué)量傳感器及測(cè)試、計(jì)量學(xué)術(shù)交流會(huì)論文集[C];2000年

5 常增坡;唐柏森;;離子束濺射薄膜壓力傳感器的動(dòng)態(tài)特性[A];2000全國(guó)力學(xué)量傳感器及測(cè)試、計(jì)量學(xué)術(shù)交流會(huì)論文集[C];2000年

6 許雁南;FrankDutton;董春虎;劉偉鋒;;壓力傳感器技術(shù)現(xiàn)狀及發(fā)展[A];2001全國(guó)壓力計(jì)量測(cè)試技術(shù)年會(huì)論文集[C];2001年

7 厲彥忠;蘇林;程向華;;壓力傳感器的溫度特性及其校驗(yàn)系統(tǒng)[A];中國(guó)制冷學(xué)會(huì)2005年制冷空調(diào)學(xué)術(shù)年會(huì)論文集[C];2005年

8 花寶印;陳克琳;袁昌海;;壓力傳感器智能化檢測(cè)技術(shù)研究[A];第二屆全國(guó)信息與電子工程學(xué)術(shù)交流會(huì)暨第十三屆四川省電子學(xué)會(huì)曙光分會(huì)學(xué)術(shù)年會(huì)論文集[C];2006年

9 王德兵;;壓力傳感器的動(dòng)態(tài)性能研究與測(cè)試[A];2008年航空試驗(yàn)測(cè)試技術(shù)峰會(huì)論文集[C];2008年

10 孔小林;張其霄;;壓力傳感器建模及補(bǔ)償技術(shù)研究[A];全國(guó)第三屆信號(hào)和智能信息處理與應(yīng)用學(xué)術(shù)交流會(huì)專(zhuān)刊[C];2009年

中國(guó)重要報(bào)紙全文數(shù)據(jù)庫(kù) 前10條

1 徐錚奎;新型壓力傳感器有助于提早發(fā)現(xiàn)病變[N];中國(guó)醫(yī)藥報(bào);2009年

2 記者 劉蒙丹;我市民企造出“天宮一號(hào)”運(yùn)載火箭壓力傳感器[N];南京日?qǐng)?bào);2011年

3 成都 青化 摘譯;壓力傳感器[N];電子報(bào);2008年

4 河南許昌技術(shù)經(jīng)濟(jì)學(xué)校 李德彥;汽車(chē)常用壓力傳感器與檢測(cè)[N];電子報(bào);2009年

5 唐華淼 編譯;厚度不足0.3mm的壓力傳感器[N];電子報(bào);2009年

6 香港理工大學(xué)紡織與制衣學(xué)系 陶肖明 舒琳 華濤 李瑩 麥愷瑩;基于織物壓力傳感器的智能鞋系統(tǒng)[N];中國(guó)紡織報(bào);2013年

7 華戈 摘譯;振動(dòng)壓力傳感器[N];電子報(bào);2008年

8 本報(bào)記者 逄丹;加速推進(jìn)壓力傳感器在物聯(lián)網(wǎng)的應(yīng)用[N];通信產(chǎn)業(yè)報(bào);2014年

9 通訊員 唐江 潘培波;依靠自主創(chuàng)新占據(jù)市場(chǎng)高端[N];漢中日?qǐng)?bào);2007年

10 李池;國(guó)內(nèi)研制成功首臺(tái)油井光纖壓力傳感器[N];中國(guó)石化報(bào);2010年

中國(guó)博士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫(kù) 前10條

1 任森;SOI基高精度微機(jī)械諧振式壓力傳感器技術(shù)研究[D];西北工業(yè)大學(xué);2015年

2 束逸;基于新型微納結(jié)構(gòu)的柔性壓力傳感器基礎(chǔ)研究[D];清華大學(xué);2015年

3 陳德勇;微機(jī)械諧振梁壓力傳感器研究[D];中國(guó)科學(xué)院研究生院（電子學(xué)研究所）;2002年

4 趙新;基于硅波導(dǎo)的新型光學(xué)壓力傳感器研究[D];復(fù)旦大學(xué);2012年

5 呂曉洲;用于電子皮膚的新型壓力傳感器的研究[D];東華大學(xué);2012年

6 馮志剛;自確認(rèn)壓力傳感器的研究[D];哈爾濱工業(yè)大學(xué);2009年

7 楊光永;基于激光位移測(cè)量的光學(xué)壓力傳感器研究[D];華南理工大學(xué);2014年

8 李天利;汽車(chē)胎壓監(jiān)測(cè)系統(tǒng)無(wú)源SAW溫度壓力傳感器的研究[D];哈爾濱工業(yè)大學(xué);2009年

9 楊先軍;柔性力敏傳感及其應(yīng)用技術(shù)研究[D];中國(guó)科學(xué)技術(shù)大學(xué);2012年

10 王權(quán);氫化硅薄膜介觀力學(xué)行為研究和耐高溫壓力傳感器研制[D];江蘇大學(xué);2007年

中國(guó)碩士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫(kù) 前10條

1 王智沖;微梁式諧振壓力傳感器多場(chǎng)耦合動(dòng)力學(xué)特性研究[D];燕山大學(xué);2015年

2 盛偉光;BiFeO_3納米纖維壓電式壓力傳感器的研究[D];北方工業(yè)大學(xué);2016年

3 陳高丁;基于硅酸鎵鑭的聲表面波高溫壓力傳感器研究[D];北京理工大學(xué);2016年

4 鐘衛(wèi)兵;柔性導(dǎo)電材料的制備及其在可穿戴傳感器件上的應(yīng)用[D];武漢紡織大學(xué);2016年

5 相鵬瑞;高靈敏度光纖壓力傳感器的研究[D];燕山大學(xué);2016年

6 田煒;用于冷藏車(chē)的壓力傳感技術(shù)及單元的研究[D];天津科技大學(xué);2015年

7 李樹(shù)成;新型車(chē)用噴氣軌壓力傳感器的研制[D];華南理工大學(xué);2016年

8 熊貴林;用于ESP車(chē)身電子穩(wěn)定系統(tǒng)的小型高壓壓力傳感器研制[D];華南理工大學(xué);2016年

9 廖黎明;高靈敏度壓阻式碳化硅壓力傳感器設(shè)計(jì)與仿真[D];上海師范大學(xué);2016年

10 趙高杰;基于MEMS的4H-SiC壓力傳感器工藝研究[D];上海師范大學(xué);2016年

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本文編號(hào)：969323