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1. 研究目的与意义及国内外研究现状

能够感受到外部运动、光、电等信号，并能将感受到这些信息按照一定规律转化为电信号的物体都可以称之为传感器。传感器已经广泛应用于航空航天、气象观测、汽车电子以及日常生活等各个方面，其已经成为信息化时代发展所必不可少的一部分。从2009年到2015年全球传感器市场规模分析，可以知道全球传感器市场规模一直处于增长模式。2013年来由于全球经济的复苏，其市场规模更是进入了加速增长模式，2015的市场规模已经突破1500亿美元。近年来生物医疗、人工智能、物联网、无人驾驶等高科技的发展迅速，这些科技的推广与应用无一不对传感器的性能提出了更高的要求，也势必为以后的传感器市场发展继续提供强大的驱动力。

虽然全球传感器市场发展迅速，但是美国、日本、德国三个国家占据传感器市场全部份额的60％左右。而包括中国在内的其他亚洲国家只占有传感器市场整体份额的15％左右。虽然近几年随着我国经济以及科技迅速发展，传感器技术水平也得到了提高，但是由于发达国家的在传感器技术领域的技术积累和品牌优势，想要短期超越并不现实。事实上，我国在高性能传感器市场的需求几乎全部依赖进口。发展我国传感器技术水平已经成为了一个迫切而又重要的任务。

随着各个行业的向前发展，对底层mems压阻式压力传感器的性能都提出了进一步的需求。尤其是在航空航天、军事设备、汽车电子领域，这些对设备安全性能要求极高的领域更是对传感器的稳定性、精确性、灵敏度提出了更高的要求。显然目前传统的mems压阻式压力传感器已经很难在宽温度范围内保持一个较好的温度特性以及灵敏度不能满足现在测量精度的需求。考虑到温度漂移问题，mems压力传感器可以设计一个用于温度补偿的恒温系统，可以在不同环境温度下维持芯片温度恒温，从而消除温度对压力传感器的影响。因此，分析和研究高灵敏度、低温度漂移特性的mems压力传感器以及设计其对应的测量系统对发展我国的mems压力传感器技术水平，提高我国传感器产品在国际市场上的竞争力都有重要意义。

2. 研究的基本内容

本课题设计了一款带有恒温控制功能以及静压效果的压力传感器，采用ad7794模块进行模数转换，使用pt1000测量mems压力芯片的温度，s5pv210微处理器将目标温度与用作温度反馈的铂电阻进行比较。引入pid算法来改变pwm的占空比，从而控制加热片的加热功率，使传感器芯片保持在恒温状态，实现温度补偿，设计静压头结构实现风速补偿。

本文中的压阻式压力传感器硬件部分主要由三部分组成：加热电路、模拟电路和数字电路。数字电路部分主要有数字电源、s5pv210微处理器、显示电路和网络通信电路。模拟电路部分主要有模拟电源、信号采集、信号调理和隔离通信电路。大功率加热电路主要有大功率加热电源和加热电路。硬件结构示意图如图1所示。

3. 实施方案、进度安排及预期效果

实施方案：

第一阶段主要完成国内外研究现状的调研，确定技术方案后，查阅相关资料，熟悉相关专业知识，对目前世界上mems传感器研究状况进行调研。

第二阶段主要完成mems压力传感器软硬件设计。首先完成系统的整体硬件设计方案，然后完成电源管理模块、模数转换电路、测温与加热模块的设计；

4. 参考文献

[1] 李科杰.新编传感器技术手册[m]. 北京: 国防工业出版社, 2002.

[2] 盛文军.压力传感器发展现状综述[j].科技经济导刊,2018,26(18):54 56.

[3] 2023年mems压力传感器行业规模有望达60亿敏芯微电子前景可观[j].电器工业,2019(03):32-34.