石英晶振真空度检测系统

随着科研及工业的不断发展,对真空环境的要求越来越高,相应的真空测量技术要求也越来越严格,在精准测量的基础上对传感器的体积提出了更高的要求,例如MEMS封装的真空设备将需要较小体积的传感器来完成真空度的测量。而目前常见的电阻真空规、液态式真空计、电容真空计、热传导真空计等都无法同时满足小体积、宽范围、高精度的测量要求。本文基于石英晶振在不同气压环境下振荡时其两端阻抗随环境中气压的改变而变化的原理,设计了石英晶振振荡电路、信号隔离电路、差分放大电路、真有效值转换电路等,并且将其前端信号利用STM32单片机进行处理,通过编写对应的软件程序实现不同环境中真空度检测。在石英晶振振荡电路方面与已有研究有所不同,本文采用石英晶振本身作为激励信号的自振荡电路,相对于已有研究中的外加激励信号源而言频率稳定,Q值高,因此能够产生非常稳定的正弦振荡,可以有效的减小整个系统的测量误差,提高测量精度。经过实际测试,实验结果表明,系统设计合理,测量精度高,达到预期测量效果。