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### 一种双面变极距电容式海水压力传感器的研究 #### 一、研究背景及意义 随着海洋科技的发展，对海水压力的精确测量成为海洋信息检测中的关键环节之一。传统压力测量仪器往往难以满足海洋环境中对快速深度测量的需求，尤其是在浅海区域。因此，开发一种新型的、能够实现快速响应且具有高灵敏度的海水压力传感器显得尤为重要。 #### 二、研究内容及方法 本研究旨在设计一种基于厚膜工艺制造的双面变极距电容式海水压力传感器。为了提高检测灵敏度和满足快速移动测量的需求，采用了双面感压电极的芯片式结构设计。此外，通过理论分析和仿真模拟验证了传感器设计的合理性，并进行了性能测试以评估其实际应用价值。 #### 三、关键技术点 1. **双面变极距设计**：这种设计使得传感器能够在两侧都感受到压力变化，从而提高了测量的灵敏度和稳定性。 2. **厚膜工艺**：利用厚膜工艺可以确保传感器的制造精度和可靠性，同时也有助于降低成本。 3. **基于小挠度薄板的设计理论**：通过对薄板的小挠度特性进行分析，可以更准确地预测压力作用下传感器的变化情况，从而优化设计。 4. **ANSYS仿真技术**：通过ANSYS软件对传感器内部的应力分布和位移情况进行仿真分析，以验证设计方案的有效性和可行性。 5. **性能测试系统**：构建了一套完整的测试系统，用于评估传感器的各项性能指标，如线性度、灵敏度和重复性等。 #### 四、研究成果及应用前景 经过研究与测试，该传感器展现出以下特点： - **量程范围**：0～2 MPa - **非线性误差**：小于1% - **灵敏度**：0.02 pF/kPa - **重复性误差**：0.623% 这些结果显示，该传感器在较浅海域中能够实现良好的线性度、较高的灵敏度以及稳定的性能表现，适用于快速移动测量的需求。未来，该类型的传感器有望广泛应用于海洋监测、水下设备监测等多个领域，为海洋科学研究提供有力的技术支持。 #### 五、结论 本研究成功设计并测试了一种基于双面变极距电容式的海水压力传感器。通过采用创新的结构设计和先进的仿真技术，显著提高了传感器的性能。实验结果证明，该传感器具有较好的线性度、高灵敏度和可靠的稳定性，在浅海测量方面展现出了巨大的应用潜力。这为未来海洋信息检测技术的发展提供了新的方向和技术支持。