O 引言
    在微電子器件領域,，針對SiC器件的研究較多,，已經取得了較大進展，而在MEMS領域針對SiC器件的研究仍有許多問題亟待解決,。在國內,，SiC MEMS的研究非常少，因而進行SiC高溫MEMS壓力傳感器的研究具有開創(chuàng)意義,。碳化硅(SiC)具有優(yōu)良的耐高溫,，抗腐蝕，抗輻射性能,，因而使用SiC來制作壓力傳感器，能夠克服Si器件高溫下電學,、機械,、化學性能下降的缺陷，穩(wěn)定工作于高溫環(huán)境,，具有光明的應用前景,。
    然而當外界溫度較大時，壓力傳感器受溫度影響精度不高,，會產生零點漂移等問題,，從而增大測量誤差。于是嘗試加工一個腔體,，把壓力傳感器和溫度傳感器放置在里面形成一個小的封閉腔體,，在外界溫度較高或較低的情況下，用加熱裝置先升溫到幾十度并維持這一溫度,，給壓力傳感器做零點補償,，提高壓力傳感器的測量精度。這樣就克服了在大溫度范圍難以補償的問題,。本文對這個溫度控制系統(tǒng)提出了解決方案,，采用了PID參數自整定控制，模糊控制屬于智能控制方法,，它與PID控制結合,，具有適應溫控系統(tǒng)非線性、干擾多,、時變等特點,。

1 硬件系統(tǒng)
    用放置在腔體內的溫度傳感器測量恒溫箱內的溫度，產生的信號經過放大后輸出反饋信號,，再用單片機進行采樣,，由液晶顯示恒溫箱內的溫度，并通過溫度控制算法控制加熱裝置。所使用的單片機為STCl25408AD,，自帶A／D轉換,、EPROM功能，內部集成MAX810專用復位電路(外部晶振20 MHz以下時,，可省外部復位電路),，ISP(在系統(tǒng)可編程)／IAP(在應用可編程)，無需專用編程器可通過串口(P3．0／P3．1)直接下載用戶程序,，數秒即可完成一片,。硬件結構框圖如圖1所示。

2 系統(tǒng)的控制模型
    電加熱裝置是一個具有自平衡能力的對象,，可用一階慣性環(huán)節(jié)描述溫控對象的數學模型,。
   
式中：K為對象的靜增益；t’為對象的時間常數,。
    目前工程上常用的方法是對過程對象施加階躍輸入信號,，測取過程對象的階躍響應，然后由階躍響應曲線確定過程的近似傳遞函數,。具體用科恩-庫恩(cohen-coon)公式確定近似傳遞函數,。
    cohn-coon公式如下：
   
式中：△M為系統(tǒng)階躍輸入；△C為系統(tǒng)的輸出響應,；t0o．28為對象上升曲線為O．28△C時的時間(單位：min),；t0．632為對象上升曲線為O．632△C時的時間(單位：min)；從而求得K=O．96,，t’=747 s,。所以恒溫箱模型為：
   

3 系統(tǒng)的控制模型仿真及實驗結果
    純PID控制有較大超調量；而純模糊控制由于自身結構的原因又不能消除穩(wěn)態(tài)誤差,，穩(wěn)態(tài)誤差較大,。所以，考慮把它們兩者相結合,，實現(xiàn)優(yōu)勢互補,。本論文采用參數模糊自整PID控制。
    使用該模糊控制器在Simulink中構建整個控制系統(tǒng),，如圖2所示,。

    溫度控制系統(tǒng)對應仿真結果如圖3所示。從上面的仿真結果表明：調節(jié)時間ts約為460s,，穩(wěn)態(tài)誤差ess=O,，超調量σ％=O。雖然仿真環(huán)境不可能與實際情況完全相同,，但它的結果還是具有指導意義的,。

    在實際測試中前10 min每30 s采樣一次，后10 min每200 s采樣一次，測得實驗結果如表1所示,。

    用Matlab軟件處理表1中的測試數據,，繪制成變化趨勢圖，如圖4所示,。

    圖4為80℃時系統(tǒng)測得的實驗結果,，由實驗結果表明，在實際測量中仍然有較小的超調量和穩(wěn)態(tài)誤差,，但是基本接近仿真結果,，不能排除一些干擾因素。仿真畢竟是在理想的環(huán)境下進行的,。

4 結語
    本文設計了一種用于壓力傳感器的溫度控制系統(tǒng),，針對壓力傳感器在高溫下易產生零點漂移等問題，加工了恒溫封閉腔體,，把壓力傳感器置入其中,，通過控制系統(tǒng)控制腔體內的溫度，解決了高溫壓力傳感器大溫度范圍難以補償的問題,，從而可以提高測量精度，通過仿真和實驗相印證,，本方案是可行的,。