高精度MEMS硅谐振压力传感器闭环控制系统

硅谐振压力传感器因其数字频率信号输出和高精度的特点，被广泛应用于航空航天、工业控制等领域。硅谐振压力传感器的闭环控制系统决定硅谐振压力传感器的性能指标，系统的稳定性分析和参数优化则是谐振传感器的研究难点。基于系统状态方程从理论上推导了控制策略，提出系统稳定性判定依据。利用Simulink仿真搭建系统模型，并通过电路测试验证。结果表明，在满足稳定性判据的条件下，研制的硅谐振压力传感器基频为42 kHz,品质因数为30 000。在量程范围为3～130 kPa、温度为-55～85℃时，该谐振压力传感器的精度高达0.01%F.S.,实现了恒幅控制与实时频率跟踪。