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硅壓阻式傳感器誤差及補償

發(fā)布時間:2020-09-01 07:48人氣:

校準(zhǔn)硅壓阻式傳感器的主要困難在于它們的誤差幅度范圍很寬,采用不同工藝生產(chǎn)的硅壓阻式傳感器具有不同類型的誤差和誤差范圍。甚至由同一個制造商提供的同一型號傳感器的誤差幅度,兩者之間也會有輕微的差異。硅壓阻式傳感器的誤差因素包括:滿偏信號隨溫度變化的強(qiáng)烈非線性(高達(dá)1%oK);很大的初始失調(diào)(可至滿偏的100%或更高)以及失調(diào)隨溫度的強(qiáng)烈漂移等。在一定限度內(nèi),這些缺陷可以由電子電路加以補償。

滄正壓力傳感器CAZP-102
  一定溫度下,硅壓阻橋路電阻(Vcc和地之間的等效電阻)能夠在很寬的壓力范圍內(nèi)保持相當(dāng)?shù)暮愣?,然而,隨著溫度的上升,橋路電阻顯著增加,如果電橋由恒流源驅(qū)動,橋路電壓(指Vcc和地之間的等效電阻與恒流源輸出電流的乘積)就會增加。當(dāng)橋路電壓隨著溫度的升高而增大時,則SPRT靈敏度也隨之升高。另一方面,如果保持橋路電壓恒定,SPRT的壓力靈敏度又會隨著溫度的升高而降低。因此,SPRT的壓力靈敏度受兩種互相對立的因素影響:溫度和受溫度影響的橋路電壓。這種橋路電阻或橋路電壓的變化可以彼現(xiàn)代信號調(diào)理電路IC加以利用,來校正SPRT靈敏度在溫度范圍內(nèi)的誤差。值得一提的是,此類信號調(diào)理電路IC均可通過橋路電阻的變化來校正靈敏度隨溫度的改變。根據(jù)SPRT產(chǎn)生誤差的主要因素的分析,便可有的放矢地進(jìn)行校正與補償。以下將對目前常用的傳統(tǒng)校正與現(xiàn)代校正及簡化補償方法作介紹。
它可以補償硅壓阻精度至適當(dāng)水平,并可以對SPRT失調(diào)、失調(diào)的溫度漂移(OFFSETTC)以及SPRT靈敏度的溫度漂移進(jìn)行調(diào)整。而與SPRT靈敏度溫度漂移相關(guān)的是滿偏榆出(FSO)的溫度漂移,這兩個參數(shù)(指SPRT靈敏度溫度漂移與滿偏榆出的溫度漂移)的溫度特性互成正比,電路中的調(diào)零電阻Rjz用來補償傳感器在室溫下的失調(diào)電壓,溫度敏感電阻Rts和Rtz(或R'tz)用于校正溫度誤差。前面提到,橋路電阻隨著溫度上升而增加,使傳感器兩端的電壓Vo+Vo-()也增加,這個增加的電壓△Vo+Vo-會使傳感器的靈敏度上升,也就是說,在給定壓力下它將輸出更高的電壓。
  然而,如果保持傳感器兩端電壓恒定,壓力傳感器的靈敏度就會隨著溫度的上升而降低(或稱負(fù)向靈敏度系數(shù)),但因為橋路電阻受溫度影響而增加時,它所引起的靈敏度正向變化系數(shù)是大于負(fù)向靈敏度系數(shù),所以,滿偏輸出(FSO)趨向于隨著溫度增加而增加。電阻器Rts可以在溫度上升時旁路掉一部分橋路電流,從而抵消上述效應(yīng)。類似地,Rtz或R'tz可對失調(diào)的漂移進(jìn)行校正。電路中選擇Rts還是R'tz取決于失調(diào)的溫度漂移方向。
  這種傳統(tǒng)校正方法的優(yōu)點是程式簡單、廉價,但主要問題是各個補償元件之間互相影響,使校準(zhǔn)非常困難,并限制了所能達(dá)到的精度,該校正技術(shù)也不便于采用電子調(diào)整。更多傳感器相關(guān)技術(shù)文章請訪問滄正傳感http://m.nfgnbcv.cn

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