摘 要 ：壓力傳感器傳感器是一種將壓力轉(zhuǎn)化電信號(hào)，并實(shí)現(xiàn)電信號(hào)輸出的設(shè)備類型。壓力傳感器可以廣泛的應(yīng)用到工業(yè)生產(chǎn)、勘探測(cè)量、設(shè)備監(jiān)控等領(lǐng)域，具有的應(yīng)用價(jià)值。然而，壓力傳感器在實(shí)際的運(yùn)用中，受到溫度變化的影響，導(dǎo)致溫度漂移情況的發(fā)生，嚴(yán)重隱形概念股傳感器靈敏度，導(dǎo)致測(cè)量結(jié)果誤差較大。
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(duì)壓力傳感器溫度漂的控制，需要合對(duì)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(duì)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?jí)毫η坏膲毫鞲衅髦校?duì)于簡(jiǎn)單的壓力傳感器，則不需要考慮氣體的影響。對(duì)于零位溫度的漂移因素，還需要的對(duì)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(gè)電阻值的差異引起的溫度漂移或是由電阻所處于的位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(cè)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(guò)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(guò)上述結(jié)論，展開分析可以得到電阻系數(shù)會(huì)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(cè)量禁錮的關(guān)鍵，故此，針對(duì)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(duì)溫度漂移的控制。現(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，具體補(bǔ)償方式為。
（1）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(duì)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(duì)內(nèi)部補(bǔ)償，主要是通過(guò)改善內(nèi)部結(jié)構(gòu)的方式，達(dá)到增加擴(kuò)散電阻的對(duì)稱性的目的。并借助控制材料特性的方式，可以選擇摻雜的方式，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(huì)造成敏感度變化，故此需要綜合對(duì)其進(jìn)行控制，達(dá)到降低漂移產(chǎn)生的目的。
（2）外部補(bǔ)償。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)姆绞剑渲熊浖a(bǔ)償，主要是運(yùn)用適宜的算法結(jié)合軟件完成對(duì)傳感器輸出信號(hào)的處理，進(jìn)而滿足溫度補(bǔ)償?shù)哪康模诰唧w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(duì)于硬件補(bǔ)償，主要通過(guò)控制電路設(shè)計(jì)的方式，完成對(duì)溫度漂移補(bǔ)償，進(jìn)而降低溫度漂移對(duì)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(jì)
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(duì)溫度漂移進(jìn)行控制，達(dá)到降低壓力傳感器測(cè)量誤差的目的。基于此，詳細(xì)的對(duì)壓力傳感器溫度漂移補(bǔ)償控制電路的設(shè)計(jì)進(jìn)行分析。
（1）電源電路。以壓阻式的電源電路設(shè)計(jì)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(jì)質(zhì)量，需展開對(duì)兩部分的比較分。現(xiàn)假設(shè)4個(gè)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(gè)擴(kuò)散電阻的阻值上升，具體量為ΔR，對(duì)于另外兩個(gè)電阻發(fā)生減少，且得到具體減少的值為ΔR，在溫度的作用下，每個(gè)擴(kuò)散電阻均存在ΔR T 的變化值。從而分別對(duì)恒流供電和恒壓供電展開分析，并得到具體的輸出信號(hào)。在比較分析中，可以得到恒壓電源供電，對(duì)消除溫度影響的作用不理想。故此，對(duì)于電源電路的設(shè)計(jì)選擇恒流供電。
（2）差動(dòng)放大電路。為保障壓力傳感器的信號(hào)的有效性，則需要展開放電電路的設(shè)計(jì)，由其實(shí)輸出電阻很大時(shí)，則需要具備良好的放大效果。選擇輸入差動(dòng)放大電路的方式，且可以實(shí)現(xiàn)對(duì)共膜信號(hào)的控制，并保障運(yùn)用調(diào)整可變電阻的方式，完成對(duì)放大倍數(shù)的控制。
（3）A/D轉(zhuǎn)換電路的設(shè)計(jì)。A/D轉(zhuǎn)換是保障控制電路功能的基礎(chǔ)，在具體選擇時(shí)，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(duì)誤差的糾正，wuxu外部調(diào)整。
（4）溫度傳感器信號(hào)的提取。對(duì)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(duì)溫度信號(hào)的值的輸出。選擇適宜的溫度傳感器，對(duì)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(duì)壓力傳感器溫度漂移補(bǔ)償控制電路設(shè)計(jì)的分析，選取硅橋式壓阻壓力傳感器，運(yùn)用Hspice作為仿真軟件，結(jié)合TSMC0.35CMOS工藝，展開仿真模擬。先展開對(duì)SPICE模型的構(gòu)建，在模型構(gòu)建之前需要對(duì)如下表1的參數(shù)進(jìn)行分析。
結(jié)合上述基本參數(shù)，展開對(duì)SPICE模型的構(gòu)建，并完成對(duì)補(bǔ)償前后補(bǔ)償后的溫度特性曲線情況分析。由此可見，輸出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-2099.8ppm/℃。且得到溫度特性與傳感器的溫度使一致。另外，對(duì)溫度環(huán)境-20~100℃的補(bǔ)償效果展開仿真，溫度系數(shù)補(bǔ)償由-2099.8ppm/℃轉(zhuǎn)變?yōu)?4.9 ppm/℃。由此可見，本文設(shè)計(jì)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(yǔ)
分析壓力傳感器溫度漂移的原因，在明確造成壓力傳感器溫度漂移的原因的基礎(chǔ)上，分析溫度漂移的補(bǔ)償方式，并通過(guò)對(duì)補(bǔ)償方式的比較分析，選擇控制電路設(shè)計(jì)的方式完成對(duì)溫度補(bǔ)償控制電路的具體設(shè)計(jì)，實(shí)現(xiàn)對(duì)壓力傳感器溫度漂移的補(bǔ)償，保障壓力傳感器的功能。
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