車用高溫壓力傳感器的設(shè)計(jì)與分析.pdf

1、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SiC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

2、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

3、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)