壓力傳感器溫度漂移補(bǔ)償?shù)目刂齐娐吩O(shè)計探討x

1、壓力傳感器溫度漂移補(bǔ)償?shù)目刂齐娐吩O(shè)計探討1壓力傳感出現(xiàn)溫度漂移的原因溫度因素是影響壓力傳感器可靠性溫度漂移基本，為了完成對壓力傳感器溫度漂的控制，需要合對具體的壓力傳感器的溫度漂移因素 進(jìn)行解讀，具體內(nèi)容如下。零位溫度漂移因素：具體的零位溫度漂移，結(jié)合上述公式的基本情況，可以完成對造成零位溫度漂移因素的分析。殘余氣體因素的影響，殘余氣體的影響，主要體現(xiàn)在一類存在密封參 考壓力腔的壓力傳感器中，。對于簡單的壓力傳感器，則不需要考慮 氣體的影響1。對于零位溫度的漂移因素，還需要的對橋臂電阻的差 異性引起的溫度漂移進(jìn)行分析，這類溫度漂移的主要是由于四個電阻 值的差異引起的溫度漂移或是由電阻所處于的位

2、置膜厚度不均勻引起溫度漂移。靈敏度漂移原因：靈敏度漂移是影響壓力傳感器測量精 度和可靠性的重要因素，造成壓力傳感器靈敏度漂移的因素較多。通 過查閱相關(guān)文獻(xiàn)資料，可得到壓力傳感器的靈敏度與壓阻系數(shù)之間是 存在明顯聯(lián)系，且二者之間呈現(xiàn)正相關(guān)的聯(lián)系，而壓阻是溫度的函數(shù)。通過上述結(jié)論，展開分析可以得到電阻系數(shù)會受到的溫度變化的影響, 導(dǎo)致壓力傳感器出靈敏度漂移。2壓力傳感器溫度漂移的現(xiàn)有補(bǔ)償方法分析壓力傳感器溫度漂移是影響壓力傳感器測量禁錮的關(guān)鍵，故此, 針對的壓力傳感器的溫度漂移，需結(jié)合具體原因，選取適宜的補(bǔ)償方 式實(shí)現(xiàn)對溫度漂移的控制?，F(xiàn)階段，常見溫度漂移補(bǔ)償方式可以分為內(nèi)部補(bǔ)償和外部補(bǔ)償兩種方式

3、，具體補(bǔ)償方式為。（2）內(nèi)部補(bǔ)償。這 類補(bǔ)償方式較為適用于零位溫度漂移的情況，可以實(shí)現(xiàn)對零位溫度漂 移的控制。以硅橋式壓阻壓力傳感器為例，具體的內(nèi)部補(bǔ)償方式主要 是控制擴(kuò)散電阻阻值和擴(kuò)散電阻溫度系數(shù)不一致，促使其在不加壓情 況下，可以滿足輸出不為零，并隨著溫度變化。故此，針對內(nèi)部補(bǔ)償， 主要是通過改善內(nèi)部結(jié)構(gòu)的方式，達(dá)到增加擴(kuò)散電阻的對稱性的目的。 并借助控制材料特性的方式，可以選擇摻朵的方式，促使壓力傳感器 在溫度變化的環(huán)境下，可以始終保持穩(wěn)定的狀態(tài)。另外，靈敏度漂移 的公司分析中，可以得到擴(kuò)散系數(shù)和結(jié)深也會造成敏感度變化，故此 需要綜合對其進(jìn)行控制，達(dá)到降低漂移產(chǎn)生的目的2。（2）外部補(bǔ)償

4、。 具有較多的補(bǔ)償方式，主要可以分為軟件補(bǔ)償和硬件補(bǔ)償?shù)姆绞?，?中軟件補(bǔ)償，主要是運(yùn)用適宜的算法結(jié)合軟件完成對傳感器輸出信號 的處理，進(jìn)而滿足溫度補(bǔ)償?shù)哪康?，在具體補(bǔ)償算法分析中，可以選 擇BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)算法和回歸分析法等。對于硬件補(bǔ)償，主要通過控制 電路設(shè)計的方式，完成對溫度漂移補(bǔ)償，進(jìn)而降低溫度漂移對傳感器 造成的不利影響。3壓力傳感器溫度漂移補(bǔ)償?shù)目刂齐娐吩O(shè)計壓力傳感器溫度漂移補(bǔ)償控制電路屬于外部補(bǔ)償方式，且具有較 好的控制效果，可以完成對溫度漂移進(jìn)行控制，達(dá)到降低壓力傳感器 測量誤差的目的?；诖?，詳細(xì)的對壓力傳感器溫度漂移補(bǔ)償控制電 路的設(shè)計進(jìn)行分析。（2）電源電路。以壓阻式的電源電

5、路設(shè)計進(jìn)行分 析，根據(jù)電源供電的方式，可以將電源分為恒流源和恒壓源兩種形式， 為保障電源電路設(shè)計質(zhì)量，需展開對兩部分的比較分?，F(xiàn)假設(shè)4個擴(kuò) 散電阻的初始值相同，并運(yùn)用字母R表示。當(dāng)傳感器受到壓力作用后, 存在兩個擴(kuò)散電阻的阻值上升，具體量為AR,對于另外兩個電阻發(fā) 生減少，且得到具體減少的值為AR,在溫度的作用下，每個擴(kuò)散電 阻均存在AR的變化值。從而分別對恒流供電和恒壓供電展開分析， 并得到具體的輸出信號。在比較分析中，可以得到恒壓電源供電，對 消除溫度影響的作用不理想。故此，對于電源電路的設(shè)計選擇恒流供 電。（2）差動放大電路。為保障壓力傳感器的信號的有效性，則需要 展開放電電路的設(shè)計，由

6、其實(shí)輸出電阻很大時，則需要具備良好的放 大效果。選擇輸入差動放大電路的方式，且可以實(shí)現(xiàn)對共膜信號的控 制，并保障運(yùn)用調(diào)整可變電阻的方式，完成對放大倍數(shù)的控制。（3） A/D轉(zhuǎn)換電路的設(shè)計。A/D轉(zhuǎn)換是保障控制電路功能的基礎(chǔ)，在具體 選擇時，可運(yùn)用單通道串行輸入的14位的逼近A/D轉(zhuǎn)換芯片。由于 這類芯片具有較高的效率和精度，且能耗少，可完成對誤差的糾正, 無需外部調(diào)整。（4）溫度傳感器信號的提取。對于外部溫度環(huán)境，可 選擇數(shù)字化溫度傳感器，實(shí)現(xiàn)對溫度信號的值的輸出。選擇適宜的溫 度傳感器，對溫度變化分析結(jié)果具有重要的作用。4仿真實(shí)踐為實(shí)現(xiàn)對壓力傳感器溫度漂移補(bǔ)償控制電路設(shè)計的分析，選取硅 橋式

7、壓阻壓力傳感器，運(yùn)用Hspice作為仿真軟件，結(jié)合 TSMC0.35CMOS I藝，展開仿真模擬。先展開對SPICE模型的構(gòu)建， 在模型構(gòu)建之前需要對如下表1的參數(shù)進(jìn)行分析。表1壓力傳感器的 基木參數(shù)激勵電壓（V）激勵電流（mA）輸出電阻（kQ ）輸入電阻（kQ） 輸出量程（mV ）工作溫度（回）溫度漂移系數(shù)（ppm個） 351.534.64.610030-20100800 結(jié)合上述基木參數(shù)，展開對 SPICE 模型的構(gòu)建，并完成對補(bǔ)償前后補(bǔ)償后的溫度特性曲線情況分析。由 此可見，輸岀電壓與溫度之間城下負(fù)相關(guān)的聯(lián)系，且具有的良好的線 性度，綜合比較可以得到具體的溫度系數(shù)為-2O99.8ppm/0o且得到溫 度特性與傳感器的溫度使一致。另外，對溫度環(huán)境-20-10012的補(bǔ)償效 果展開仿真，溫度系數(shù)補(bǔ)償由-2O99.8ppm/0轉(zhuǎn)變?yōu)?4.9ppm/21o由此 可見，木文設(shè)計壓力傳感器溫度漂移補(bǔ)償?shù)目刂齐娐窛M足壓力傳感器 的應(yīng)用需求。5結(jié)語分析壓力