CN111458073B - 基于mems技术的微型动态压力传感器检测系统 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种基于MEMS技术的微型动态压力传感器检测系统，包括箱体、送气单元、固定单元、检测单元、合页、箱门、观察窗、旋钮和中控单元。本发明通过在箱体顶部设置送气单元，并将送气单元的进气端分别与储存有对应气体的储气罐相连，在对待检测传感器参数进行检测时，能够根据实际情况选取对应种类的气体并将其通入至箱体内部以模拟传感器的实际工作环境，能够有效避免气体环境的不同对检测时产生的偏差，从而提高了检测后传感器参数的精度，同时，所述系统还会根据待检测传感器的具体工作环境选用不同的检测标准，即不同的检测压力范围对待检测传感器进行针对性检测，提高了所述系统的检测效率。

Description

基于MEMS技术的微型动态压力传感器检测系统

技术领域

本发明涉及传感器检测技术领域，尤其涉及一种基于MEMS技术的微型动态压力传感器检测系统。

背景技术

压力传感器是能感受压力信号，并能按照一定的规律将压力信号转换成可用的输出电信号的器件或装置，压力传感器通常由压力敏感元件和信号处理单元组成。按不同的测试压力类型，压力传感器可分为表压传感器、差压传感器和绝压传感器，压力传感器是工业实践中最为常用的一种传感器，其广泛应用于各种工业自控环境，涉及水利水电、铁路交通、智能建筑、生产自控、航空航天、军工、石化、油井、电力、船舶、机床、管道等众多行业。

目前使用的传感器检测设备，在器械使用时，大部分都是对传感器的某一项进行特定的检测，不能在同一个设备中对多个传感器进行检测，大大的地降低了传感器检测设备使用性。

同时，由于不同传感器应用的环境存在差异，在充满不同气体环境下对传感器的灵敏度也会造成影响，而现有技术中的检测设备大都在空气环境下对传感器进行检测，这样就会导致在空气环境下检测完成的传感器在充满不同于空气的指定气体的环境下运行时测量结果会出现偏差，传感器测量精度降低，从而导致检测装置的检测效率降低。而且，对于使用于不同环境的传感器，检测标准均不相同，而现有技术中的检测设备均采用同种检测标准对传感器进行检测，从而进一步对检测后的传感器的测量精度造成影响。

发明内容

为此，本发明提供一种基于MEMS技术的微型动态压力传感器检测系统，用以克服现有技术中无法针对传感器使用环境而调节检测环境导致检测后传感器在指定环境内检测精度低的问题。

为实现上述目的，本发明提供一种基于MEMS技术的微型动态压力传感器检测系统，包括：

箱体，在箱体侧面设有箱门，箱门与箱体通过合页连接；在使用所述系统时，打开箱门以将待检测传感器放置在箱体内的夹具上；

送气单元，其设置在所述箱体顶部，用以根据待检测传感器的使用环境向箱体内输送对应种类的气体；

固定单元，其位于所述箱体内并设置在箱体底面，用以固定待检测传感器；

检测单元，其位于所述箱体内部并设置在所述固定单元上方，用以对固定单元固定的待检测传感器施加压力；

中控单元，其设置在所述箱门上并分别与所述送气单元、固定单元和检测单元相连，用以根据待检测传感器的使用环境控制所述送气单元输送气体的种类并控制所述检测单元对待检测传感器施加的压力；

在对待检测传感器进行检测时，打开箱门，将待检测传感器放置在所述固定单元，固定单元将待检测传感器固定在指定位置，固定完成后关闭箱门，根据待检测传感器的工作环境从中控单元中选取对应的检测预案，选取完成后中控单元根据检测预案控制送气单元向箱体输送对应种类的气体并调节所述检测单元对待检测传感器施加的压力。

进一步地，所述送气单元包括：微气泵和气管，其中，微气泵设置在所述箱体上表面，气管一端与微气泵输出端相连，另一端贯穿箱体上表面并位于箱体内部，用以将微气泵输出的气体输送至箱体内部；微气泵的进气端分别与多个分别储存不同种类气体的储气罐相连，用以根据所述中控单元发出的指令将对应种类的气体输送至箱体内部。

进一步地，所述固定单元包括：

电机，其设置在所述箱体底面，在电机的输出轴设有正反丝杆，正反丝杆左半部和右半部外壁的螺纹旋转方向相反；

电池，其设置在所述箱体侧壁内，电池外接有电线，用以将电池电力输送至所述待检测传感器；在使用所述系统时，将待检测传感器与电池通过电线相连，在对待检测传感器进行检测时，中控单元根据电线中的电信号变化以完成对待检测传感器的检测；

夹块，包括第一夹块和第二夹块，各夹块均设置在所述箱体底面预设的滑轨上且各夹块均能够沿滑轨运动；所述正反丝杆依次贯穿第一夹块和第二夹块，当所述电机转动时，正反丝杆转动，控制第一夹块和第二夹块反向移动以对所述待检测传感器进行夹紧或放松。

进一步地，所述检测单元包括：

控制箱，其设置在所述箱体上表面；

微电机，其设置在所述控制箱内部侧壁，在微电机输出端设有第一传动杆，第一传动杆另一端与所述控制箱内壁转动连接，在第一传动杆上设有第一齿轮；当微电机启动时，微电机带动第一传动杆转动，第一传动杆带动第一齿轮转动；

第二传动杆，其为一几字形的连杆，第二传动杆两端分别与所述控制箱的内壁转动连接，在第二传动杆上设有第二齿轮，第二齿轮与所述第一齿轮啮合；当第一齿轮转动时，第一齿轮会带动第二齿轮转动，第二齿轮带动第二传动杆转动；

连杆，其套设在所述第二传动杆凸起部分且与第二传动杆活动连接；连杆通过所述控制箱底部的通孔贯穿控制箱且在连杆位于控制箱外部的端部设有压块，用以对待检测传感器施加压力；当所述第二传动杆转动时，连杆与第二传动杆一同运动并带动所述压块进行垂直的上下往复运动从而对待检测传感器进行多次施压。

进一步地，所述中控单元中储存有预设气体检测环境矩阵G0和预设检测功率矩阵P0；

对于预设气体检测环境矩阵G0，G0（G1，G2，G3，G4），其中，G1为选用空气环境作为运行环境的第一预设检测环境，G2为选用惰性气体环境作为运行环境的第二预设检测环境，G3为选用气态有机物环境作为运行环境的第三预设检测环境，G4为选用气态氧化物环境作为运行环境的第四预设检测环境；

对于预设检测功率矩阵P0，P0（P1，P2，P3，P4），其中，P1为所述微电机的第一检测功率，P2为所述微电机的第二检测功率，P3为所述微电机的第三检测功率，P4为所述微电机的第四检测功率，各功率值按照顺序逐渐增加；

在对待检测传感器进行检测时，评定人员会根据待检测传感器的使用环境从预设气体检测环境矩阵G0中选取对应种类的第i预设检测环境Gi，根据待检测传感器的使用方式从预设检测功率矩阵P0中选取对应的第j检测功率Pj，选取完成后，所述中控单元建立检测预案矩阵A（Gi，Pj），中控单元根据检测预案矩阵A控制所述送气单元向箱体内输送对应种类的气体，并将所述微电机的运行功率调节为Pj，开始对待检测传感器进行评定。

进一步地，所述中控单元中还设有计时器，当所述系统对待检测传感器进行评定时，所述中控单元会实时监测分别与所述电池和待检测传感器相连的电线的电信号的波动，当所述压块对待检测传感器施加压力时，中控单元先记录待检测传感器未受到压力时电线的电信号V0，记录完成后，中控单元控制所述微电机以Pj功率运行，当待检测传感器受力导致电线中电信号发生反复波动时，中控单元记录电信号变动最大值的平均值Vm并通过计时器记录的电信号从V0到Vm所使用的波动时间和电信号从Vm到V0所使用的恢复时间分别计算平均波动时间ta和平均恢复时间tb；记录完成后，中控单元根据微电机功率Pj计算待检测传感器受到的平均压强Pa，

，其中，g为重力加速度，ω为微电机在Pj功率下的平均转速，r为所述连杆与所述第二传动杆的连接处与第二传动杆转轴轴线之间的距离，S为所述压块的底面积；

记录完成后中控单元将微电机的功率调节为Pj’,Pj’=（1+0.1）*Pj，中控单元重新记录微电机功率变动后电线电信号变动最大值的平均值Vm’，逐渐增加Pj’直至Vm’不再随Pj’的增加而增加，此时中控单元记录Vm’并将其作为待检测传感器的最大量程；

中控单元在评定完成后针对待检测传感器生成评定报告矩阵R，R（Gi，Vm’，Z，M，W），其中，Gi为待检测传感器的使用环境，Vm’为待检测传感器的最大量程，Z为待检测传感器的压强-电信号转化比，

，M为待检测传感器的反馈灵敏度，

，W为待检测传感器的稳定性，

。

进一步地，所述中控单元中还设有预设送气矩阵组T（T1，T2，T3，T4），其中，T1为第一预设送气矩阵，T2为第二预设送气矩阵，T3为第三预设送气矩阵，T4为第四预设送气矩阵；对于第i预设送气矩阵Ti，i=1，2，3，4，Ti（ci，ui，ei），其中，ci为第i预设送气时长，ui为第i预设送气次数，ei为各次送气之间的间隔时长；当所述送气单元向所述箱体内输送气体时，中控单元会根据预先选定的气体种类选取对应的预设送气矩阵：

当本次检测选用G1环境中的第一气体时，中控单元选取T1矩阵中的送气参数对所述箱体进行送气；

当本次检测选用G2环境中的第二气体时，中控单元选取T2矩阵中的送气参数对所述箱体进行送气；

当本次检测选用G3环境中的第三气体时，中控单元选取T3矩阵中的送气参数对所述箱体进行送气；

当本次检测选用G4环境中的第四气体时，中控单元选取T4矩阵中的送气参数对所述箱体进行送气；

当所述送气单元对箱体内输送指定环境Gi中对应种类的气体时，中控单元控制所述微气泵进气端与对应种类气体的储气罐相连并在连接后控制微气泵开始送气，微气泵运行时，所述计时器记录微气泵的运行时间c，当c=ci时，中控单元控制微气泵停止送气，此时中控单元记送气次数u=1，计时器开始记录间隔时间e，当e=ei时，中控单元控制微气泵启动以进行送气；当微气泵送气时间c=ci且送气次数u=ui时，中控单元判定送气完成，控制微气泵停止送气并对待检测传感器进行检测。

进一步地，所述中控单元中还设有预设夹紧力F0，在所述第一夹块和第二夹块相对的侧面上分别设有压力检测器，各压力检测器分别与所述中控单元相连，用以检测第一夹块和第二夹块对待检测传感器的夹紧力；当所述电机转动并控制所述第一夹块和第二夹块对待检测传感器进行夹紧时，设置在第一夹块上的压力检测器会检测待检测传感器对第一夹块产生的压力F1，设置在第二夹块上的压力检测器会检测待检测传感器对第二夹块产生的压力F2，中控单元根据F1和F2计算待检测传感器受到的夹紧力F，F=F1+F2，中控单元在计算完成时将F与F0进行比对：

当F＜F0时，中控单元判定所述固定单元未对待检测传感器完成夹紧，控制所述电机继续转动；

当F=F0时，中控单元判定所述固定单元对待检测传感器完成夹紧，控制所述电机停止转动。

进一步地，所述箱门上还设有观察窗，用以实时观察所述待检测传感器的检测过程。

进一步地，所述箱门上还设有旋钮，旋钮与箱门上开设的出气口相连，用以控制出气口开度以调节所述箱体内的气体浓度。

与现有技术相比，本发明的有益效果在于，本发明通过在箱体顶部设置送气单元，并将送气单元的进气端分别与储存有对应气体的储气罐相连，在对待检测传感器进行检测时，能够根据实际情况选取对应种类的气体并将其通入至箱体内部以模拟传感器的实际工作环境，能够有效避免气体环境的不同对检测时产生的偏差，从而提高了检测后传感器的测量精度，同时，所述系统还会根据待检测传感器的具体工作环境选用不同的检测标准，即不同的检测压力范围对待检测传感器进行针对性检测，提高了所述系统的检测效率。

进一步地，所述固定单元通过使用电机输出端的正反丝杆将第一夹块和第二夹块连接起来，通过使用正反丝杆两端不同旋转方向的螺纹，能够使电机驱动正反丝杆沿同一方向旋转时，正反丝杆能够带动第一夹块和第二夹块向相反的方向移动，从而通过较少的驱动力以实现对待检测传感器的快速夹紧或松开，进一步提高了所述系统的检测效率。

进一步地，本发明所述检测单元通过使用微电机驱动第一传动杆，第一传动杆通过第一齿轮和第二齿轮带动第二传动杆，第二传动杆通过带动连杆上下往复运动，连杆端部的压块对待检测传感器进行多次检测，通过控制微电机的运行功率能够控制第一转动杆和第二转动杆的转速，从而控制压块下落的速度以完成对待检测传感器施加的压力的调节，从而实现使用不同的检测标准对不同的待检测传感器进行检测，进一步提高了检测后传感器的测量精度。

进一步地，所述中控单元中设有预设气体检测环境矩阵G0和预设检测功率矩阵P0，通过预设多种不同的气体检测环境Gi和检测功率Pj并将Gi和Pj进行搭配，能够使苏搜狐系统模拟出多样化的使用环境，从而提高了所述系统的对待检测传感器的检测范围。

进一步地，所述系统通过检测分别与待检测传感器和电池相连的电线的电信号变化以检测待检测传感器的压强-电信号转化比，通过分别记录待检测传感器未受到压力时电线的电信号V0、微电机以Pj功率运行时电信号的多次波动值、电信号从V0到Vm所使用的波动时间和电信号从Vm到V0所使用的恢复时间以分别计算电信号变动最大值的平均值Vm、平均波动时间ta和平均恢复时间tb，并根据上述参数使用公式

计算微电机在功率为Pj时待检测传感器受到的平均压强Pa，并根据公式

计算待检测传感器的压强-电信号转化比，根据公式

计算待检测传感器的反馈灵敏度，根据公式

计算待检测传感器的稳定性。通过使用平均值，能够对待检测传感器的各项参数进行精准的检测，从而进一步提高了本发明所述系统的检测效率。

进一步地，所述中控单元还会根据选用的不同的Pj对微电机功率进行对应幅度的增加，在不对待检测传感器造成破坏的情况下逐渐检测指出待检测传感器的最大量程Vm’，进一步提高了本发明所述系统的检测效率。

进一步地，中控单元中还设有预设送气矩阵组T（T1，T2，T3，T4），对于第i预设送气矩阵Ti，i=1，2，3，4，Ti（ci，ui，ei），中控单元在向箱体输送气体时，会根据选用气体的种类采用对应的进气参数，从而保证在向箱体内输送不同种类气体时，均能够使气体充满箱体，从而进一步提高了本发明所述系统的检测效率。

进一步地，所述中控单元中还设有预设夹紧力F0，同时在所述第一夹块和第二夹块相对的侧面上分别设有压力检测器，在对待检测传感器进行夹紧时，各压力传感器会实时检测第一夹块受到的压力F1和第二夹块受到的压力F2，中控单元会根据F1和F2计算出待检测传感器受到的夹紧力F，当F=F0时，中控单元停止夹紧待检测传感器，通过对夹紧力的监测，能够使所述固定单元在不破坏待检测传感器的同时，将待检测传感器固定在指定位置，从而进一步提高了所述系统对待检测传感器的检测效率，并进一步提高了检测后传感器的测量精度。

进一步地，所述箱门上还设有观察窗，通过使用观察窗，能够实时检测箱体内的检测过程，在系统出现问题时能够及时停止检测以预防进一步的损失，能够进一步提高了所述系统的检测效率。

进一步地，所述箱门上还设有旋钮，旋钮与箱门上开设的出气口相连，通过旋转旋钮以控制出气口开度，能够快速调节箱体内的气体浓度和气体压强，从而有效防止浓度和压强过高或过低对检测精度造成的影响，进一步提高了所述系统的检测效率。

附图说明

图1为本发明所述基于MEMS技术的微型动态压力传感器检测系统的结构示意图；

图2为本发明所述基于MEMS技术的微型动态压力传感器检测系统的侧面剖视图；

图3为本发明所述检测单元的侧面剖视图。

具体实施方式

为了使本发明的目的和优点更加清楚明白，下面结合实施例对本发明作进一步描述；应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本发明，并不用于限定本发明。

下面参照附图来描述本发明的优选实施方式。本领域技术人员应当理解的是，这些实施方式仅仅用于解释本发明的技术原理，并非在限制本发明的保护范围。

需要说明的是，在本发明的描述中，术语“上”、“下”、“左”、“右”、“内”、“外”等指示的方向或位置关系的术语是基于附图所示的方向或位置关系，这仅仅是为了便于描述，而不是指示或暗示所述装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

此外，还需要说明的是，在本发明的描述中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域技术人员而言，可根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

请参阅图1和图2所示，其为本发明所述基于MEMS技术的微型动态压力传感器检测系统的结构示意图和所述基于MEMS技术的微型动态压力传感器检测系统的侧面剖视图，本发明所述基于MEMS技术的微型动态压力传感器检测系统包括箱体1、送气单元2、固定单元（图中未画出），检测单元3（图中未画出）、合页4、箱门5、观察窗6、旋钮7和中控单元8。其中，所述送气单元2设置在所述箱体1顶部，用以根据待检测传感器28的使用环境向箱体1内输送对应种类的气体。所述固定单元位于所述箱体1内并设置在箱体1底面，用以固定待检测传感器28。所述检测单元3位于所述箱体1内部并设置在所述固定单元上方，用以对固定单元固定的待检测传感器28施加压力。所述合页4设置在箱体1和箱门5一侧的连接处，用以使箱门5沿指定方向旋转以使箱门5完成开闭操作。所述观察窗6设置在所述箱门5上，用以使使用者观察箱体1内的检测情况。所述旋钮7设置在所述箱门5上并与所述箱门5上出气口相连，用以控制出气口的开度。所述中控单元8设置在所述箱门5上并分别与所述送气单元2、固定单元和检测单元3相连，用以根据待检测传感器28的使用环境控制所述送气单元2输送气体的种类并控制所述检测单元3对待检测传感器28施加的压力。

在对待检测传感器进行检测时，打开箱门5，将待检测传感器28放置在所述固定单元内，固定单元将待检测传感器28固定在指定位置，固定完成后关闭箱门5，根据待检测传感器28的工作环境从中控单元8中选取对应的检测预案，选取完成后中控单元8根据检测预案中控制送气单元2向箱体1输送对应种类的气体、控制所述检测单元3使用对应的检测压力对待检测传感器28施加压力。在向箱体1内输送气体时，使用者可通过旋钮7调节箱门5出气口开度以调节箱体1内气体浓度和气压。当系统对待检测传感器28进行检测时，使用者可通过所述观察窗6观察箱体1内部的检测情况。

请继续参阅图1和图2所示，本发明所述送气单元2包括：微气泵21和气管22，其中，微气泵21设置在所述箱体1上表面，气管22一端与微气泵21输出端相连，另一端贯穿箱体1上表面并位于箱体1内部，用以将微气泵21输出的气体输送至箱体1内部。

具体而言，所述微气泵21的进气端分别与多个分别储存不同种类气体的储气罐（图中未画出）相连，用以根据所述中控单元8发出的指令将对应种类的气体输送至箱体内部。

请继续参阅图2所示，本发明所述固定单元包括：电机23、电池24、夹块和正反丝杆27。其中，电机23设置在所述箱体1底面。电池24设置在所述箱体1侧壁内，电池24外接有电线，用以将电池24电力输送至所述待检测传感器28。所述夹块包括第一夹块25和第二夹块26，各夹块均设置在所述箱体1底面预设的滑轨上且各夹块均能够沿滑轨运动。所述正反丝杆27设置在所述电机23的输出端，正反丝杆27左半部和右半部外壁的螺纹旋转方向相反且正反丝杆27依次贯穿第一夹块25和第二夹块26。当使用所述固定单元时，电机23驱动正反丝杆27转动，正反丝杆27控制第一夹块25和第二夹块26反向移动以对所述待检测传感器28进行夹紧或放松。在对待检测传感器28进行检测时，将待检测传感器28与电池24通过电线相连，中控单元8根据电线中的电信号变化以完成对待检测传感器28的检测。

请参阅图3所示，其为本发明所述检测单元3的侧面剖视图。本发明所述检测单元3包括：控制箱31、微电机32、第一传动杆33、第一齿轮34、连杆35、第二齿轮36、压块37和第二传动杆38。其中，所述控制箱31位于箱体1内并与所述箱体1上表面相连。所述微电机32设置在所述控制箱31内部侧壁，用以为检测单元3提供动力。所述第一传动杆33一端设置在微电机32的输出端，另一端与所述控制箱31内壁转动连接。所述第一齿轮34设置在所述第一传动杆33上。所述第二传动杆38为几字形，其两端分别与所述控制箱31的内壁转动连接。所述第二齿轮36设置在所述第二传动杆38上并与所述第一齿轮34啮合。所述连杆35套设在所述第二传动杆38凸起部分且与第二传动杆38活动连接，连杆通过所述控制箱底部的通孔贯穿控制箱且在连杆位于控制箱外部的端部设有压块37，用以对待检测传感器28施加压力。当所述检测单元运行时，微电机32启动并带动第一传动杆33转动，第一传动杆33带动第一齿轮34转动，第一齿轮34带动第二齿轮36转动，第二齿轮36带动第二传动杆38转动，连杆35与第二传动杆38一同运动并带动所述压块37进行垂直的上下往复运动从而对待检测传感器28进行多次施压。

请参阅图1至图3所示，本发明所述中控单元8中储存有预设气体检测环境矩阵G0和预设检测功率矩阵P0。对于预设气体检测环境矩阵G0，G0（G1，G2，G3，G4），其中，G1为选用空气环境作为运行环境的第一预设检测环境，G2为选用惰性气体环境作为运行环境的第二预设检测环境，G3为选用气态有机物环境作为运行环境的第三预设检测环境，G4为选用气态氧化物环境作为运行环境的第四预设检测环境。对于预设检测功率矩阵P0，P0（P1，P2，P3，P4），其中，P1为所述微电机的第一检测功率，P2为所述微电机的第二检测功率，P3为所述微电机的第三检测功率，P4为所述微电机的第四检测功率，各功率值按照顺序逐渐增加。

在对待检测传感器28进行检测时，评定人员会根据待检测传感器28的使用环境从预设气体检测环境矩阵G0中选取对应种类的第i预设检测环境Gi，根据待检测传感器的使用方式从预设检测功率矩阵P0中选取对应的第j检测功率Pj，选取完成后，所述中控单元8建立检测预案矩阵A（Gi，Pj），中控单元8根据检测预案矩阵A控制所述送气单2元向箱体1内输送对应种类的气体，并将所述微电机32的运行功率调节为Pj，开始对待检测传感器28进行评定。

具体而言，所述中控单元8中还设有计时器（图中未画出），当所述系统对待检测传感器28进行评定时，所述中控单元8会实时监测分别与所述电池24和待检测传感器28相连的电线的电信号的波动，当所述压块37对待检测传感器28施加压力时，中控单元8先记录待检测传感器28未受到压力时电线的电信号V0，记录完成后，中控单元8控制所述微电机32以Pj功率运行，当待检测传感器28受力导致电线中电信号发生反复波动时，中控单元8记录电信号变动最大值的平均值Vm并通过计时器记录的电信号从V0到Vm所使用的波动时间和电信号从Vm到V0所使用的恢复时间分别计算平均波动时间ta和平均恢复时间tb；记录完成后，中控单元8根据微电机功率Pj计算待检测传感器28受到的平均压强Pa，

，其中，g为重力加速度，ω为微电机32在Pj功率下的平均转速，r为所述连杆35与所述第二传动杆38的连接处与第二传动杆38转轴轴线之间的距离，S为所述压块37的底面积。

记录完成后中控单元8将微电机32的功率调节为Pj’,Pj’=（1+0.1）*Pj，中控单元8重新记录微电机32功率变动后电线电信号变动最大值的平均值Vm’，逐渐增加Pj’直至Vm’不再随Pj’的增加而增加，此时中控单元8记录Vm’并将其作为待检测传感器28的最大量程。

中控单元8在评定完成后针对待检测传感器28生成评定报告矩阵R，R（Gi，Vm’，Z，M，W），其中，Gi为待检测传感器28的使用环境，Vm’为待检测传感器28的最大量程，Z为待检测传感器28的压强-电信号转化比，

，M为待检测传感器28的反馈灵敏度，

，W为待检测传感器28的稳定性，

。

具体而言，所述中控单元8中还设有预设送气矩阵组T（T1，T2，T3，T4），其中，T1为第一预设送气矩阵，T2为第二预设送气矩阵，T3为第三预设送气矩阵，T4为第四预设送气矩阵；对于第i预设送气矩阵Ti，i=1，2，3，4，Ti（ci，ui，ei），其中，ci为第i预设送气时长，ui为第i预设送气次数，ei为各次送气之间的间隔时长；当所述送气单元2向所述箱体1内输送气体时，中控单元8会根据预先选定的气体种类选取对应的预设送气矩阵：

当本次检测选用G1环境中的第一气体时，中控单元8选取T1矩阵中的送气参数对所述箱体1进行送气；

当本次检测选用G2环境中的第二气体时，中控单元8选取T2矩阵中的送气参数对所述箱体1进行送气；

当本次检测选用G3环境中的第三气体时，中控单元8选取T3矩阵中的送气参数对所述箱体1进行送气；

当本次检测选用G4环境中的第四气体时，中控单元8选取T4矩阵中的送气参数对所述箱体1进行送气；

当所述送气单元2对箱体1内输送指定环境Gi中对应种类的气体时，中控单元8控制所述微气泵21进气端与对应种类气体的储气罐相连并在连接后控制微气泵21开始送气，微气泵21运行时，所述计时器记录微气泵21的运行时间c，当c=ci时，中控单元8控制微气泵21停止送气，此时中控单元8记送气次数u=1，计时器开始记录间隔时间e，当e=ei时，中控单元8控制微气泵21启动以进行送气；当微气泵21送气时间c=ci且送气次数u=ui时，中控单元8判定送气完成，控制微气泵21停止送气并对待检测传感器28进行检测。

具体而言，所述中控单元8中还设有预设夹紧力F0，在所述第一夹块25和第二夹块26相对的侧面上分别设有压力检测器（图中未画出），各压力检测器分别与所述中控单元8相连，用以检测第一夹块25和第二夹块26对待检测传感器28的夹紧力；当所述电机23转动并控制所述第一夹块25和第二夹块26对待检测传感器28进行夹紧时，设置在第一夹块25上的压力检测器会检测待检测传感器28对第一夹块25产生的压力F1，设置在第二夹块26上的压力检测器会检测待检测传感器28对第二夹块26产生的压力F2，中控单元8根据F1和F2计算待检测传感器28受到的夹紧力F，F=F1+F2，中控单元8在计算完成时将F与F0进行比对：

当F＜F0时，中控单元8判定待检测传感器28未夹紧，控制所述电机23继续转动；

当F=F0时，中控单元8判定待检测传感器28已夹紧，控制所述电机23停止转动。

至此，已经结合附图所示的优选实施方式描述了本发明的技术方案，但是，本领域技术人员容易理解的是，本发明的保护范围显然不局限于这些具体实施方式。在不偏离本发明的原理的前提下，本领域技术人员可以对相关技术特征做出等同的更改或替换，这些更改或替换之后的技术方案都将落入本发明的保护范围之内。

以上所述仅为本发明的优选实施例，并不用于限制本发明；对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。 凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种基于MEMS技术的微型动态压力传感器检测系统，其特征在于，包括：

箱体，在箱体侧面设有箱门，箱门与箱体通过合页连接；在使用所述系统时，打开箱门以将待检测传感器放置在箱体内的夹具上；

送气单元，其设置在所述箱体顶部，用以根据待检测传感器的使用环境向箱体内输送对应种类的气体；所述送气单元包括微气泵和气管，其中，微气泵设置在所述箱体上表面，气管一端与微气泵输出端相连，另一端贯穿箱体上表面并位于箱体内部，用以将微气泵输出的气体输送至箱体内部；微气泵的进气端分别与多个分别储存不同种类气体的储气罐相连，用以根据中控单元发出的指令将对应种类的气体输送至箱体内部；

固定单元，其位于所述箱体内并设置在箱体底面，用以固定待检测传感器；所述固定单元包括：电机，其设置在所述箱体底面，在电机的输出轴设有正反丝杆，正反丝杆左半部和右半部外壁的螺纹旋转方向相反；电池，其设置在所述箱体侧壁内，电池外接有电线，用以将电池电力输送至所述待检测传感器；在使用所述系统时，将待检测传感器与电池通过电线相连，在对待检测传感器进行检测时，中控单元根据电线中的电信号变化以完成对待检测传感器的检测；夹块，包括第一夹块和第二夹块，各夹块均设置在所述箱体底面预设的滑轨上且各夹块均能够沿滑轨运动；所述正反丝杆依次贯穿第一夹块和第二夹块，当所述电机转动时，正反丝杆转动，控制第一夹块和第二夹块反向移动以对所述待检测传感器进行夹紧或放松；

检测单元，其位于所述箱体内部并设置在所述固定单元上方，用以对固定单元固定的待检测传感器施加压力；所述检测单元包括：控制箱，其设置在所述箱体上表面；微电机，其设置在所述控制箱内部侧壁，在微电机输出端设有第一传动杆，第一传动杆另一端与所述控制箱内壁转动连接，在第一传动杆上设有第一齿轮；当微电机启动时，微电机带动第一传动杆转动，第一传动杆带动第一齿轮转动；第二传动杆，其为一几字形的连杆，第二传动杆两端分别与所述控制箱的内壁转动连接，在第二传动杆上设有第二齿轮，第二齿轮与所述第一齿轮啮合；当第一齿轮转动时，第一齿轮会带动第二齿轮转动，第二齿轮带动第二传动杆转动；连杆，其套设在所述第二传动杆凸起部分且与第二传动杆活动连接；连杆通过所述控制箱底部的通孔贯穿控制箱且在连杆位于控制箱外部的端部设有压块，用以对待检测传感器施加压力；当所述第二传动杆转动时，连杆与第二传动杆一同运动并带动所述压块进行垂直的上下往复运动从而对待检测传感器进行多次的施压；

中控单元，其设置在所述箱门上并分别与所述送气单元、固定单元和检测单元相连，用以根据待检测传感器的使用环境控制所述送气单元输送气体的种类并控制所述检测单元对待检测传感器施加的压力；

在对待检测传感器进行检测时，打开箱门，将待检测传感器放置在所述固定单元，固定单元将待检测传感器固定在指定位置，固定完成后关闭箱门，根据待检测传感器的工作环境从中控单元中选取对应的检测预案，选取完成后中控单元根据检测预案中控制送气单元向箱体输送对应种类的气体、控制所述检测单元使用对应的检测压力对待检测传感器施加压力。

2.根据权利要求1所述的基于MEMS技术的微型动态压力传感器检测系统，其特征在于，所述中控单元中储存有预设气体检测环境矩阵G0和预设检测功率矩阵P0；

对于预设气体检测环境矩阵G0，G0（G1，G2，G3，G4），其中，G1为选用空气环境作为运行环境的第一预设检测环境，G2为选用惰性气体环境作为运行环境的第二预设检测环境，G3为选用气态有机物环境作为运行环境的第三预设检测环境，G4为选用气态氧化物环境作为运行环境的第四预设检测环境；

对于预设检测功率矩阵P0，P0（P1，P2，P3，P4），其中，P1为所述微电机的第一检测功率，P2为所述微电机的第二检测功率，P3为所述微电机的第三检测功率，P4为所述微电机的第四检测功率，各功率值按照顺序逐渐增加；

在对待检测传感器进行检测时，评定人员会根据待检测传感器的使用环境从预设气体检测环境矩阵G0中选取对应种类的第i预设检测环境Gi，根据待检测传感器的使用方式从预设检测功率矩阵P0中选取对应的第j检测功率Pj，选取完成后，所述中控单元建立检测预案矩阵A（Gi，Pj），中控单元根据检测预案矩阵A控制所述送气单元向箱体内输送对应种类的气体，并将所述微电机的运行功率调节为Pj，开始对待检测传感器进行评定。

3.根据权利要求2所述的基于MEMS技术的微型动态压力传感器检测系统，其特征在于，所述中控单元中还设有计时器，当所述系统对待检测传感器进行评定时，所述中控单元会实时监测分别与所述电池和待检测传感器相连的电线的电信号的波动，当所述压块对待检测传感器施加压力时，中控单元先记录待检测传感器未受到压力时电线的电信号V0，记录完成后，中控单元控制所述微电机以Pj功率运行，当待检测传感器受力导致电线中电信号发生反复波动时，中控单元记录电信号变动最大值的平均值Vm并通过计时器记录的电信号从V0到Vm所使用的波动时间和电信号从Vm到V0所使用的恢复时间分别计算平均波动时间ta和平均恢复时间tb；记录完成后，中控单元根据微电机功率Pj计算待检测传感器受到的平均压强Pa，

，其中，g为重力加速度，ω为微电机在Pj功率下的平均转速，r为所述连杆与所述第二传动杆的连接处与第二传动杆转轴轴线之间的距离，S为所述压块的底面积；

记录完成后中控单元将微电机的功率调节为Pj’,Pj’=（1+0.1）*Pj，中控单元重新记录微电机功率变动后电线电信号变动最大值的平均值Vm’，逐渐增加Pj’直至Vm’不再随Pj’的增加而增加，此时中控单元记录Vm’并将其作为待检测传感器的最大量程；

中控单元在评定完成后针对待检测传感器生成评定报告矩阵R，R（Gi，Vm’，Z，M，W），其中，Gi为待检测传感器的使用环境，Vm’为待检测传感器的最大量程，Z为待检测传感器的压强-电信号转化比，

，M为待检测传感器的反馈灵敏度，

，W为待检测传感器的稳定性，

。

4.根据权利要求2所述的基于MEMS技术的微型动态压力传感器检测系统，其特征在于，所述中控单元中还设有预设送气矩阵组T（T1，T2，T3，T4），其中，T1为第一预设送气矩阵，T2为第二预设送气矩阵，T3为第三预设送气矩阵，T4为第四预设送气矩阵；对于第i预设送气矩阵Ti，i=1，2，3，4，Ti（ci，ui，ei），其中，ci为第i预设送气时长，ui为第i预设送气次数，ei为各次送气之间的间隔时长；当所述送气单元向所述箱体内输送气体时，中控单元会根据预先选定的气体种类选取对应的预设送气矩阵：

当本次检测选用G1环境中的第一气体时，中控单元选取T1矩阵中的送气参数对所述箱体进行送气；

当本次检测选用G2环境中的第二气体时，中控单元选取T2矩阵中的送气参数对所述箱体进行送气；

当本次检测选用G3环境中的第三气体时，中控单元选取T3矩阵中的送气参数对所述箱体进行送气；

当本次检测选用G4环境中的第四气体时，中控单元选取T4矩阵中的送气参数对所述箱体进行送气；

当所述送气单元对箱体内输送指定环境Gi中对应种类的气体时，中控单元控制所述微气泵进气端与对应种类气体的储气罐相连并在连接后控制微气泵开始送气，微气泵运行时，计时器记录微气泵的运行时间c，当c=ci时，中控单元控制微气泵停止送气，此时中控单元记送气次数u=1，计时器开始记录间隔时间e，当e=ei时，中控单元控制微气泵启动以进行送气；当微气泵送气时间c=ci且送气次数u=ui时，中控单元判定送气完成，控制微气泵停止送气并对待检测传感器进行检测。

5.根据权利要求1所述的基于MEMS技术的微型动态压力传感器检测系统，其特征在于，所述中控单元中还设有预设夹紧力F0，在所述第一夹块和第二夹块相对的侧面上分别设有压力检测器，各压力检测器分别与所述中控单元相连，用以检测第一夹块和第二夹块对待检测传感器的夹紧力；当所述电机转动并控制所述第一夹块和第二夹块对待检测传感器进行夹紧时，设置在第一夹块上的压力检测器会检测待检测传感器对第一夹块产生的压力F1，设置在第二夹块上的压力检测器会检测待检测传感器对第二夹块产生的压力F2，中控单元根据F1和F2计算待检测传感器受到的夹紧力F，F=F1+F2，中控单元在计算完成时将F与F0进行比对：

当F＜F0时，中控单元判定所述固定单元未对待检测传感器完成夹紧，控制所述电机继续转动；

当F=F0时，中控单元判定所述固定单元对待检测传感器完成夹紧，控制所述电机停止转动。

6.根据权利要求1所述的基于MEMS技术的微型动态压力传感器检测系统，其特征在于，所述箱门上还设有观察窗，用以实时观察所述待检测传感器的检测过程。

7.根据权利要求1所述的基于MEMS技术的微型动态压力传感器检测系统，其特征在于，所述箱门上还设有旋钮，旋钮与箱门上开设的出气口相连，用以控制出气口开度以调节所述箱体内的气体浓度。

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