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    壓阻式壓力傳感器的熱零點漂移問題的研究

    2023年03月16日 16:29點擊:611來源:上海朝輝壓力儀器有限公司>>進入該公司展臺

      壓阻式壓力傳感器零點漂移的表示,由于壓敏電阻制造工藝的不一致性,因此溫度零點漂移系數(shù)不是一個定值,它在不同的溫度區(qū)間有不同的值。通常也可以規(guī)定為某個溫度范圍內(nèi)零點輸出占滿量程輸出的比例(±%)或最大溫度零點系數(shù)(即零點輸出溫度變化的最大斜率)。一般該系數(shù)取值不能超過傳感器精度值。
     
      零點熱漂移產(chǎn)生原因的半導(dǎo)體理論分析
     
      只有當(dāng)電阻的摻雜濃度和阻值一致時才能使電橋的零點輸出電壓小,零點熱漂移也小,這對提高傳感器的性能十分有利。但是擴散時摻雜分布不易做到均勻,因此要求壓敏電阻條越接近越好,越短越好。
     
      零點熱漂移產(chǎn)生原因的電路分析
     
      理想情況下,組成惠斯通電橋的四個擴散電阻的阻值應(yīng)該是相等的。零點溫度漂移的產(chǎn)生是由于擴散電阻值隨溫度變化引起的。在一定的溫度范圍內(nèi),電阻值隨溫度的上升而增加,即擴散電阻的溫度系數(shù)R為正值。
     
      熱零點漂移的補償技術(shù)
     
      從整體上來分,壓力傳感器的零點漂移補償可分為硬件補償和軟件補償兩大方向。
     
      硬件零點補償方法
     
      對壓力傳感器而言,硬件補償方法有在橋臂上串、并聯(lián)恰當(dāng)恒定電阻法,橋臂熱敏電阻補償法,橋外串、并聯(lián)熱敏電阻補償法,雙電橋補償技術(shù),三極管補償技術(shù)等。
     
      軟件補償零點漂移方法
     
      在信號采集過程中,在觸發(fā)信號未發(fā)生到觸發(fā)采集以及在采集結(jié)束后的這些時間段里,輸入的信號為零,輸出的信號不為零,這種采集到的輸出數(shù)據(jù)以隨機噪聲的形式存在,對于數(shù)據(jù)的計算與處理是沒有意義的。我們定義這段時間里采集到的信號值稱之為零點漂移。所采取的軟件方法有:多項式擬合規(guī)范法。由于在實際測量中,壓力傳感器所測量的溫度、壓力等物理量不會與輸出值是嚴(yán)格的線性關(guān)系,因此其函數(shù)關(guān)系常是多項式形式。多項式可用于非線性信號的擬合,關(guān)鍵在于求解其各項系數(shù):RBF神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)法。基本原理:通常零點溫度補償軟件算法中公式法比較復(fù)雜,擬合精度常會受到限制。人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)法具有使用的樣本數(shù)少、算法簡單、具有任意函數(shù)逼近能力、應(yīng)用前景良好。此外軟件法還包括查表法、插值法等。
     
      還有從傳感器本身的特點出發(fā),采用特殊技術(shù),如改變摻雜濃度等或采用自校準(zhǔn)技術(shù)來解決零點漂移的問題。

    關(guān)鍵詞:傳感器
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