谐振式压力传感器自激驱动及非线性特性研究

摘要

为了探究非线性刚度对谐振式压力传感器及其测控系统的影响,建立了基于非线性谐振器的直流AGC闭环自激模型,采用平均法进行模型的求解.在SIMULINK中搭建闭环自激系统的仿真模型,以验证平均法的求解结果以及研究非线性刚度对系统性能的影响.采用开环扫频及线性拟合的方法测得了实际压力传感器的固有频率以及非线性系数.仿真结果表明:基于平均法的闭环自激模型求解结果与仿真结果非常接近.非线性刚度对闭环自激系统的频率稳定性影响非常微弱,但却会使系统的动态性能变差,从而增加闭环控制的难度.过大的非线性系数会降低传感器的灵敏度并增加传感器的非线性度,因此在传感器芯片设计时要尽可能降低非线性刚度的大小.