Данная работа посвящена разработке стенда и методических указаний по исследованию и сравнению емкостного и пьезорезистивного датчиков избыточного давления. На первом этапе выполнен обзор типичных конструкций активных элементов емкостных и пьезорезистивных преобразователей избыточного давления. Было проведено сравнение базовых схем подключения выбранных типов датчиков, выявлены их положительные и отрицательные стороны. На втором этапе собран стенд для проведения эксперимента, подключены компоненты и проведена калибровка приборов. На третьем этапе получены экспериментальные данные, проведена их обработка в САПР Mathcad. Были определены погрешности линейности и неопределённости уравнения преобразования, и, как следствие, оценены погрешности чувствительности датчиков. В результате работы создано методическое указание по проведению экспериментального сравнения емкостного и пьезорезистивного преобразователей давления.

The given work is devoted to the development of a stand and guidelines for the study and comparison of capacitive and piezoresistive overpressure sensors. At the first stage, a review of typical designs of active elements of capacitive and piezoresistive overpressure transducers was performed. A comparison of the basic wiring diagrams of the selected types of sensors was carried out, their positive and negative sides were revealed. At the second stage, a test bench was assembled, components were connected and instruments were calibrated. At the third stage, experimental data were obtained, their processing was carried out in Mathcad CAD. Linearity errors and uncertainties of the transformation equation were determined, and, as a result, sensor sensitivity errors were estimated. As a result of the work, a methodological instruction was created for conducting an experimental comparison of capacitive and piezoresistive pressure transducers.

• Введение
• 1. Обзор датчиков давления
  • 1.1. Алгоритм работы емкостных преобразователей
  • 1.2. Алгоритм работы пьезорезисторных преобразователей
  • 1.3. Анализ существующих схем подключения датчиков давления
    • 1.3.1. Схема емкость - частота
    • 1.3.2. Принцип работы цифрового трансформаторного моста Е7-8
    • 1.3.3. Мост Уитстона
  • 1.4. Выводы
• 2. Структурная схема стенда измерения избыточного давления
  • 2.1. Структурная схема
  • 2.2. Конструкция емкостного датчика
  • 2.3. Конструкция пьезорезистивного датчика
  • 2.4. Выводы
• 3. Экспериментальные исследования
  • 3.1. Методика экспериментальных исследований
  • 3.2. Результаты экспериментальных исследований
  • 3.3. Выводы
• 4. Обработка экспериментальных данных
  • 4.1. Аналитическое описание уравнения преобразования
  • 4.2. Оценка погрешности линейности уравнений преобразования
  • 4.3. Оценка полосы неопределенности уравнений преобразования
  • 4.4. Общая оценка эксперимента
  • 4.5. Выводы
• Заключение
• Список использованных источников
• Приложение 1. Листинг кода Mathcad