压力传感器的漂移分析

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零点漂移的补偿方法在压力传感器中的使用

零点漂移的补偿方法在压力传感器中的使用

零点漂移的补偿方法在压力传感器中的使用零点漂移(Zero Offset Drift)是指在压力传感器中,由于各种原因导致传感器输出的零点发生变化。

这种漂移可能是由于温度变化、机械应力、磁场干扰、湿度等因素引起的。

零点漂移会导致测量的不准确性,因此需要采取补偿方法来消除或最小化这种漂移。

下面将介绍几种常见的零点漂移补偿方法:1.温度补偿温度是导致压力传感器零点漂移的重要因素之一、方法是通过在传感器芯片上添加温度传感器,测量传感器芯片的温度并校正输出。

通过将传感器温度和零点之间的关系建立数学模型,可以在实际应用中动态补偿温度引起的零点漂移。

2.自动校准自动校准是一种通过内部电路或外部控制系统对传感器进行周期性的零点修正的方法。

传感器定期执行自我校准程序,以减小零点漂移。

这种方法可以通过比较传感器输出与已知参考值来实现。

3.电压补偿电压补偿方法是通过添加一个与传感器输出电压相关的电路来校正零点漂移。

一种常见的电压补偿方法是使用电阻刻度器,利用温度稳定的电阻和可变电阻对传感器输出进行补偿。

4.桥式传感器桥式传感器是由四片传感器组成的电桥网络,通过比较传感器输出与所设定的基准值来检测并补偿零点漂移。

这种方法使得传感器的输出对零点漂移更加敏感,并能实时补偿漂移。

5.智能算法智能算法是一种通过计算和学习来补偿零点漂移的方法。

传感器通过内部的处理器和算法,可以对传感器输出进行实时的零点补偿。

这种方法可以根据实际应用中的不同工况和环境条件,动态调整补偿参数。

总结来说,零点漂移在压力传感器中是一个常见的问题。

为了消除或最小化这种漂移,可以采用温度补偿、自动校准、电压补偿、桥式传感器和智能算法等多种方法。

根据实际应用的需要,可以选择合适的补偿方法来提高传感器的精度和稳定性。

压力传感器的零点电漂移与反向漏电问题

压力传感器的零点电漂移与反向漏电问题
式 中 , 。 ~R R S 一R R。 为 电桥 的不平 衡量 。 当 户一0时 , U—U。 VS , 常数 , 虑温 度 一 。 是为 考

影响压力 传 感 器 性 能 的 重要 指 标 , 到 广 泛 重 视 。 受 国际 上认为零 点热 漂移 仅取决 于力 敏 电阻 的不 等性
析指 出: 点 电漂移起 因于力敏 电阻的 非线性 , 利 用零 点 电漂 移 消 除压 力传 感 器的 零 热 点漂 移 ; 零 可
讨 论 了造 成 力敏 电 阻 非 线 性 、 漂 移 、 电 流 的 各 种 因 素 , 提 出 一 个 k- 零 点 热 漂 移 和 反 向 漏 电 电 漏 还 . 明
及其 温度非线 性 , 我 们 认 为零 点 热 漂 移 还 与力 敏 但
电阻 的反 向漏 电有关 。还指 出多 晶硅 可 以吸 除衬底 中的重金 属杂 质 , 而减 小力敏 电 阻的反 向漏 电 、 从 改
定 时 , 激励 电压 的变化则 有 : 桥
善 零点热 漂移 , 提高 传感 器 的性 能 。
流 之 间 与 传 统 公 式 不 同 的 关 系式 。
关 键 词 : 敏 电 阻非 线 性 ; 点 电 漂 移 ; 向 漏 电流 力 零 反
中图分 类号 : 2 2 TP 1
文 献标 识码 : A
用半导体 硅集 成电 路工艺制 备 压力传 感器 已有
3 0多年历 史 了 , 随着市 场需求 以每年 2 的速 度增 0 长 , 争十分 剧 烈 , 仍 存 在 以下 问 题 迫 切 需 要 解 竞 但 决, 并应 引起 注意 : 电阻非 线 性 问题 突 出_ ] L 。力 敏 电 阻 依 靠 pn 1 -
基金项目: 国家 自然 科 学 基 金 资助 项 目(9 7 0 5 6 6 2 1) 作者 简 介 : 卫 萍 ( 9 6 )女 , 赵 1 5 一 , 山西 永 济 人 , 验 师 , 要 从 事 电 子 科 学 与技 术 专 业 实 验 研 究 ,Te 0 2 6 2 4 1 , 实 主 ( 1 2 - 0 0 8 6 )

压阻式压力传感器的热零点漂移问题的研究

压阻式压力传感器的热零点漂移问题的研究

压阻式压力传感器的热零点漂移问题的讨论压阻式压力传感器零点漂移的表示,由于压敏电阻制造工艺的不一致性,因此温度零点漂移系数不是一个定值,它在不同的温度区间有不同的值。

通常也可以规定为某个温度范围内零点输出占满量程输出的比例(%)或最大温度零点系数(即零点输出温度变化的最大斜率)。

一般该系数取值不能超过传感器精度值。

零点热漂移产生原因的半导体理论分析只有当电阻的掺杂浓度和阻值一致时才能使电桥的零点输出电压小,零点热漂移也小,这对提高传感器的性能非常有利。

但是扩散时掺杂分布不易做到均匀,因此要求压敏电阻条越接近越好,越短越好。

零点热漂移产生原因的电路分析理想情况下,构成惠斯通电桥的四个扩散电阻的阻值应当是相等的。

零点温度漂移的产生是由于扩散电阻值随温度变化引起的。

在肯定的温度范围内,电阻值随温度的上升而加添,即扩散电阻的温度系数R 为正值。

热零点漂移的补偿技术从整体上来分,压力传感器的零点漂移补偿可分为硬件补偿和软件补偿两大方向。

硬件零点补偿方法对压力传感器而言,硬件补偿方法有在桥臂上串、并联恰当恒定电阻法,桥臂热敏电阻补偿法,桥外串、并联热敏电阻补偿法,双电桥补偿技术,三极管补偿技术等。

软件补偿零点漂移方法在信号采集过程中,在触发信号未发生到触发采集以及在采集结束后的这些时间段里,输入的信号为零,输出的信号不为零,这种采集到的输出数据以随机噪声的形式存在,对于数据的计算与处理是没有意义的。

我们定义这段时间里采集到的信号值称之为零点漂移。

所实行的软件方法有:多项式拟合规范法。

由于在实际测量中,压力传感器所测量的温度、压力等物理量不会与输出值是严格的线性关系,因此其函数关系常是多项式形式。

多项式可用于非线性信号的拟合,关键在于求解其各项系数:RBF神经网络法。

基本原理:通常零点温度补偿软件算法中公式法比较多而杂,拟合精度常会受到限制。

人工神经网络法具有使用的样本数少、算法简单、具有任意函数接近本领、应用前景良好。

压力传感器温度漂移补偿的应用分析

压力传感器温度漂移补偿的应用分析
输 出 的 电 压 与 压 力 成 比例 。 温 度 是 影 响压 阻 系 数 最 主 要 的 因
素。
是 温 度 漂 移 的 补 偿 ,在 实 际应 用 当 中 ,压 阻 式 压 力 传 感 器 的 确 面 临 着 温 度 补 偿 问题 。压 阻式 压 力 传 感 器 会 受 到 温 度 的 影
我 们将 这 类 方 法 称之 为 “ 内补 偿 法 ” 。 桥
压 阻 式 传 感 器 在 硅 芯 片 上 扩 散 出 的 四 个桥 臂 电阻 ,一 般
压 传 器其 大 力 感 及 放
部 A转 /换 分 D
盖 某及 萎
是 将 其 连 接 成 惠 斯 通 电桥 。为 使 电桥 的灵 敏 度 最 大 ,将 一 对 阻 值 增 加 的 电阻 对 接 ,将 另 一 对 阻值 减小 的 电阻 也 对 接 ,如 图 3所 示 。在 图 3所示 的 串 并联 电阻补 偿 法 原 理 图 中 ,其 原 理 在 于 通 过 串并 联 于 桥 臂 上 的 电 阻 来 调 节 电桥 的零 点 输 出 , 并 使 其 零 点 输 出 随温 度 变 化 而 产 生 的 漂 移 控 制 在 尽 可 能 小 的 范 围 内 。其 中 ,串联 电阻 Rs主 要 起 调 零 作 用 ,并 联 电 阻 Rp
话 ,那么软件补偿 比较适合 ,因为软件 补偿 有精确度高 ,成
图 3 惠 斯 通 电桥 补 偿 原 理 图
2 软 件 零 点 补偿 方 法 .
() 3 压力分辨率高 , 它可以检测 出像血压 那么小 的微压 。
( )频 率 响 应 好 ,它 可 以 测 量 几 十 千 赫 的脉 动压 力 。 4 () 5 由于 传 感 器 的力 敏 元 件 及 检 测 元 件 制 在 同一 块 硅 片 上 , 所 以它 工作 可 靠 ,综 合 精 度 高 ,且 使 用 寿 命 长 。 ( )由于 采 用 半 导 体 材 料 硅 制 作 , 感 器 对 温 度 比 较 敏 6 传

如何解决传感器的零点漂移问题 传感器常见问题解决方法

如何解决传感器的零点漂移问题 传感器常见问题解决方法

如何解决传感器的零点漂移问题传感器常见问题解决方法传感器是一种常用的检测装置,被广泛的应用于多个行业当中。

只要是电子元件都会存在漂移的情况,其中传感器也是不例外的。

传感器的漂移有两种,零点漂移和温度漂移,这两种漂移对于传感器的测量精度是存在很大的影响的。

那么要怎样才能解决这些问题呢?下面就来为大家实在介绍一下解决传感器漂移的方法有哪些吧。

传感器零点产生漂移的原因很多。

桥路中元件参数本身就不对称;弹性元件和电阻应变计的敏感栅材料温度系数,线胀系数不同,组桥引线长度不一致等综合因素,最后导致传感器构成电桥后相邻臂总体温度系数有确定差异,当温度变化时,相邻臂电阻变化量不同,从而使电桥产生输出不平衡,即产生了零点漂移;对智能传感器,编码器,电子尺,进口位移传感器,时漂即对系统而言,随着时间的加添,相当于对系统进行老化处理,这样,系统的结构特征就要发生变化,从而产生漂移。

温漂受温度影响而引起的零点不稳定。

可见,温度的影响是产生零点漂移的最紧要因素,也是最难掌控的。

解决温度漂移一般有2种方法,硬件和软件。

硬件方法有在桥臂上串、并联恰当恒定电阻法,桥臂热敏电阻补偿法,桥外串、并联热敏电阻补偿法,双电桥补偿技术、三极管补偿技术等。

软件方法就是通过软件程序除去偏移,这种方法对应数字输出的传感器很应用,客户可以本身通过软件编写来实现,或者是传感器配数显表的时候也可以通过调剂数显表来实现。

都是特别便利的。

现代科学技术高度进展的形式下,对测量的精度要求越来越高,因此减小或除去温度带来的传感器误差显得尤为紧要。

客户在发觉传感器存在漂移的时候需要联系厂家,恳求传感器供应方案解决漂移情况。

(来源:网络,版权归原)液位传感器常见的液位检测方式随着自动化程度的加添,为了保障产品质量的一致性,生产过程直接由人工监控和干预的时代亦已远去,的紧要性亦越加明显,并且越来越多地参加至程序系统的设计中,不再是简单的机械式、粗略式的监控;故其要求除了检测的牢靠性、稳定性,同时要求安装、调试简单化、尺寸紧凑化、应用多样化等。

柔性压力传感器温度漂移补偿结构设计

柔性压力传感器温度漂移补偿结构设计

柔性压力传感器温度漂移补偿结构设计温度漂移补偿结构设计主要包括两个方面:硬件设计和软件设计。

硬件设计方面,可以采用两种方式来实现温度漂移补偿:传感器模块
和信号处理模块。

传感器模块方面,可以选择具有温度补偿功能的柔性压力传感器。


种传感器能够在工作时自动对自身的温度进行监测,并输出温度补偿信号。

传感器模块与压力信号采集模块相连,通过传感器模块输出的温度补偿信
号来对压力信号进行补偿,从而实现温度漂移的补偿。

信号处理模块方面,采用高精度的模拟-数字转换芯片(ADC)来对传
感器模块输出的信号进行转换并进行处理。

在信号转换时,通过添加校准
系数进行温度漂移补偿,从而提高传感器的精度和稳定性。

软件设计方面,可以采用线性补偿算法对传感器输出信号进行处理。

具体方法是根据已知温度条件下的传感器输出信号和真实压力数据建立模型,得到传感器输出信号与温度之间的关系曲线,然后根据当前温度与模
型曲线进行比较,通过插值计算得到补偿系数,从而对传感器输出信号进
行补偿。

总结来说,柔性压力传感器温度漂移补偿结构设计主要包括硬件设计
和软件设计两个方面。

在硬件设计方面,采用具有温度补偿功能的传感器
模块和高精度的信号处理模块来实现温度漂移的补偿。

在软件设计方面,
采用线性补偿算法对传感器输出信号进行处理。

通过这样的结构设计,可
以有效地解决柔性压力传感器的温度漂移问题,提高其测量精度和稳定性。

压力传感器的零点漂移原因分析

压力传感器的零点漂移原因分析

压力传感器的零点漂移原因分析造成压力传感器的零点漂移的主要有以下几个原因:1.应变片胶层有气泡或者有杂质2.应变片本身性能不稳定3.电路中有虚焊点4.弹性体的应力释放不完全;此外还和磁场,频率,温度等很多有关系。

电漂或一些漂移都会存在,但我们可以通过一些方式缩小其范围或修正。

零点热漂移是影响压力传感器性能的重要指标,受到广泛重视。

国际上认为零点热漂移仅取决于力敏电阻的不等性及其温度非线性,其实零点热漂移还与力敏电阻的反向漏电有关。

在这点上,多晶硅可以吸除衬底中的重金属杂质,从而减小力敏电阻的反向漏电、改善零点热漂移,提高传感器的性能。

缩小电漂移和修正电漂移还有哪些方式呢?零点电漂移除了影响压力传感器的测量精度和降低灵敏度之外,还有哪些重要影响呢?利用零点电漂移可以消除压力传感器的热零点漂移,所谓零点漂移,是指当放大器的输入端短路时,在输入端有不规律的、变化缓慢的电压产生的现象。

产生零点漂移的主要原因是温度的变化对晶体管参数的影响以及电源电压的波动等,在多数放大器中,前级的零点漂移影响最大,级数越多和放大倍数越大,则零点漂移越严重。

漂移的大小主要在于应变材料的选用,材料的结构或是组成决定其稳定性或是热敏性。

材料选好后的加工制成也很重要,工艺不同,会生产出不同效果的应变值,关键也在于通过一些老化等调节后,电桥值的稳定或程规律的变化。

漂移的调节手段很多,大都根据厂家的条件或生产需求所决定,现在大多数厂家对零点漂移都控制得很好。

温度调节可通过内部温度电阻和制热零敏度电阻补偿、老化等。

对于采用电路转换的变压器中,电路部份的漂移可用通过选用好的元器件和设计更合适的电路来补偿。

一台PLC控制多台变频器实现方案PLC控制变频器的启动和停止:用PLC的数字量输出点,如果PLC是继电器输出,可以直接接变频器的启动信号端子。

如果是电压输出,可以通过继电器转换为无源触点后接启动信号端子。

这样控制PLC的输出与否即可启动/停止变频器。

关于压力传感器零点热漂移的补偿分析

关于压力传感器零点热漂移的补偿分析

科技信息2008年第26期SCIENCE &TECHNO LO GY INFORMATION ●0.引言压阻式传感器是目前应用最广泛的传感器之一,它是利用半导体材料硅的压阻效应而制成的传感器,即在硅片的应变敏感部位扩散出阻值相同的条(称为扩散电阻),当压力作用于其上时,硅膜片产生应变,从而使电阻条变形输出一个与压力呈正比的线性化电压信号。

由于半导体物理性质对温度的敏感性,使压力传感器内部的扩散电阻值不但会随压力的变化而变化,也会随温度发生变化。

这种温度变化导致压力传感器产生零点热漂移,使传感器的精度大大降低。

因此,零点热漂移的补偿已经成为压阻式压力传感器的一个重要的研究方向。

1.零点热漂移产生的原因设桥臂扩散电阻R 1~R 4的温度系数分别为α1~α4,这些温度系数因薄层电阻不同而异。

当表面掺杂浓度高时,薄层电阻小,温度系数亦小,反之,温度系数增大。

如果温度变化为"t,那么桥臂扩散电阻的阻值变化为R it =R i (1+αi "t)(i=1~4)(8)由于传感器工艺上的原因,如加工尺寸,掺杂浓度及均匀性,掺杂层厚度等,使电桥的各个桥臂扩散电阻的温度系数难于完全相同,因此,在不加压时电桥输出(即零点输出)会失衡,并且这一状态会随温度变化而变化,不可避免的要产生零点热漂移。

如果适当提高表面掺杂浓度,可以减小温度系数,进而减小零位漂移。

但是,过高的杂质浓度会降低传感器的灵敏度。

一般零点热漂移系数用来表示:K 0=U 0(T )-U 0(T 0)(T -T 0)U N (T 0)-U 0(T 0"#)×100%FS 0C (9)式中,U N (T 0)为在参考温度下满量程时的输出电压;U 0(T )和U 0(T 0)分别为在温度T 和参考温度T 0时的零点输出电压。

零点热漂移系数K 0不是一个定值,它在不同的温度区间有不同的值。

如图1所示为在一定电激励条件下压力传感器典型的输出电压与压力之间的关系。

压力传感器零点电漂移与热漂移特性的模拟_孙以材

压力传感器零点电漂移与热漂移特性的模拟_孙以材

文章编号:1005-9490(2000)02-94-99压力传感器零点电漂移与热漂移特性的模拟¹孙以材,宋青林,张秀峰,李剑涛(河北工业大学,天津市 300130) 摘要:利用PSP ICE 程序结合非线性电阻模型来模拟压力传感器的电桥电路,可显示零点电漂移和热漂移特性。

并阐明可利用电漂移来消除热零点漂移。

关键词:压力传感器; 热和电学零点漂移; 电路模拟中图分类法:T N 212.9 文献标识码:A1 引 言 图(1)是由p-n 结隔离的扩散硅电阻器形成的压力传感器的力敏电桥。

我们的研究文献[1]发现,电桥的零点输出U off 不是随外加电压线性变化的:U off -V 曲线应如图(2)所示。

图(1) 压力传感器的力敏电桥 图(2) 压力传感器电桥零点输出与外加电压关系的实验曲线在V =V 0点,可调整桥臂电阻使U off ûV =V 0=0,但是 U off / V ≠0,我们把这种现象叫做零点电漂移[1],并确定这种电漂移起因于扩散电阻的非线性。

组成桥臂的非线性电阻在某桥压V =V 0附近可用台劳级数展开,取一级近似有:R =R 0[1+A (V -V 0)] 其中,a =R V ûV 0可由实验确定,文献[1]已报导对电桥的四条电阻分别有a 1,a 4<0,a 2,a 3>0。

半导体扩散电阻具有正的温度系数,因此考虑到扩散电阻的电学非线性和温度的共同影响.若取一级近似时,则电阻可表示为:R =R 0[1+a (V -V 0)][1+b (T -T 0)](1)第23卷第2期2000年6月 电 子 器 件Journal of Electro n Devices Vol.23,No.2June.2000¹基金项目:国家自然科学基金资助项目批准号69672015来稿日期:1999-11-29文献[2]已报导扩散电阻的温度系数与掺杂有关。

PSPICE 是国际著名的通用电路模拟和分析软件,利用它进行电路模拟则必须采用其规定的器件模型。

压力传感好坏判断标准

压力传感好坏判断标准

压力传感好坏判断标准
1. 线性度:线性度是衡量传感器输出与输入是否成正比关系的指标,好的压力传感器线性度应该非常高,能够准确反映输入压力的变化。

2. 重复性:重复性是指传感器在不同压力下输出的稳定性,好的压力传感器在不同压力下输出的值应该非常接近。

3. 迟滞性:迟滞性是指传感器在加压和卸压过程中输出值是否一致,好的压力传感器应该没有明显的迟滞现象。

4. 温度特性:温度会影响传感器的性能,好的压力传感器应该具有较小的温度漂移,即温度变化对输出值的影响较小。

5. 精度:精度是衡量传感器准确性的指标,好的压力传感器精度应该非常高,误差很小。

6. 可靠性:可靠性是指传感器在长时间使用或频繁使用下的稳定性,好的压力传感器应该具有较高的可靠性,能够长时间稳定地工作。

以上是判断压力传感器好坏的几个标准,如果需要更准确的判断,可以参考相关的传感器技术规格书或者专业检测机构提供的测试报告。

压力传感器温漂的处理方法

压力传感器温漂的处理方法

漂移产生的根本原因在于所有的压力传感器均基于一种材料的弹性形变,不论其材质弹性如何良好,每次弹性回复后,总会产生一定弹性疲劳。

在传感器使用过程中,由于弹性材料引起的漂移根据材质不同各不相同,但是只要是合格的产品,都在很小的范围。

另外,除了材料引起的漂移外,还存在一种更显著的漂移,即温度漂移。

温度漂移是因为温度的变化而引起的压力传感器输出的变化,这种漂移也是因为材料的多重特性决定的。

因为一种材料对压力敏感的同时对温度也敏感。

通常压力传感器都要进行温度补偿,利用另一种温度特性相反的材料抵消温度引起的变化,或者使用数字补偿技术,采用数字补偿。

压力传感器发展的初期,扩散硅芯片和金属基座之间用玻璃粉封接,缺点是压力芯片的周围存在着较大的应力,即使经过退火处理,应力也不能完全消除。

当温度发生变化时,由于金属、玻璃和扩散硅芯片热澎胀系数的不同,会产生热应力,使传感器的零点发生漂移。

这就是为什么传感器的零点热漂移要比芯片的零点热漂移大得多的原因。

采用银浆和接线柱焊接,处理不好,容易造成接点电阻不稳定。

特别是在温度发生变化时,接触电阻更易变化,这些因素是造成传感器零点时漂、温漂大的原因。

要消除压力传感器的漂移问题我们可以金硅共熔焊接方法,将扩散硅和基座之间采用金硅共熔封接,因为金比较软应力小,引压管是玻璃管将之烧结到硅环上,玻璃管和底座用高温胶粘接,为测表压,在玻璃管外粘接一金属管,通到大气中。

扩散硅电阻条组成惠斯登电桥,用高掺杂的方法形成导电书,将电桥和分布在周边的铝电极可靠地连接起来,而不采用通常蒸铝,反刻形成铝带的方法,这样做有助于减小传感器的滞后,铝电极和接线柱之间用金丝压焊和超声焊,使接点处的电阻比较稳定。

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简述压力传感器零点漂移的解决方法

简述压力传感器零点漂移的解决方法

简述压力传感器零点漂移的解决方法作者:于娟来源:《科学与技术》 2019年第3期摘要:压力变送器因其独特的优势,在工业生产中应用普遍。

其作为检测传送装置,无论精确度,还是灵敏度都非常高,而且稳定性好,线性度优良,价格低,应用领域广。

文章从多个方面论述压力传感器工作特性和零点漂移情况,深入探讨压力传感器零点漂移具体解决方法。

关键词:压力传感器;零点漂移;补偿方法前言:现阶段,研发压力变送器时,信号传送多通过压阻式扩散硅压力传感器实现。

由于技术方面的桎梏,外部温度变化会对压阻式压力传感器产生影响,以至于发生零点漂移情况。

传感器生产过程中,这种情况很难规避,因而,需要采用相关技术手段,研究压力传感器零点漂移情况,并进行温度补偿。

1压力传感器工作特性和零点漂移压力传感器不仅能够感受压力信号,还能够依据特定规律,转化压力信号,使其以输出电信号器件或装置形式存在。

它的主要构成元素是压力敏感元件和信号处理单元。

参照测试压力类型,能够把压力传感器细分为表压传感器、差压传感器、绝压传感器三类。

其中,压阻式压力传感器工作原理为在基体材料商吸附金属电阻应变片,机械形变会对应变电阻产生影响,使电阻值发生变化,发生电阻应变效应。

1.1压阻式压力传感器静态特性无论静态灵敏度、线性度,还是零点漂移都属于压力传感器静态性能指标。

静态灵敏度。

通常指经测量后的静态灵敏度传感器,由单位变化量引起的输出变化量。

该性能指标非常关键。

选择这一指标时,不仅要对传感器测量范围进行综合考量,还要对抗干扰能力进行兼顾。

传感器内部环境特殊,敏感元件的选择切忌盲目,需注重灵敏度情况。

其二,线性度。

从理论层面考量,传感器静态特性呈直线,但受内外部各类因素影响,其实测输入、输出关系并非如此。

线性度通常被认为是当校准特性曲线与某一参考直线不吻合情况下的最大值。

零点漂移。

当传感器输入、环境温度处于不变状态时,时间因素会对输出量产生影响,使其发生变化[1]。

零点漂移发生原因是传感器内部温度变化或者各环节性能缺乏稳定性。

压力传感器的零点电漂移与反向漏电问题

压力传感器的零点电漂移与反向漏电问题

漂移与力敏电阻非线性有关 , 而非线性在 50 ℃以下
原因在于有效导电宽度随外加电压的变化而变化 。
11 3 零点电漂移的利用[1]
利用零点电漂移可以消除压力传感器的热零点
漂移 。方法是在桥外串联热敏电阻 R0T (1 +βt) 和恒 定电阻 R0 ,外加电压为 V ,桥上的电压
V B = V /η,η = [ RB + R0 + R0T (1 +βt) ]/ RB , RB 是压阻桥的等效电阻 ,则电桥的零点输出 U0 为 :
p = 0 时的输出
U0 | V =V0 = 0 ,

5U0 5V
| V0
≠0 ,
我们把这种现象称作零点电漂移 。零点电漂移影响
压力传感器的测量精度 ,使灵敏度大降 。 11 2 理论分析[1 ]
压阻型硅半导体压力传感器利用四个力敏电阻
构成电桥 。但电桥用 V 激励时 ,电桥的输出为 :
U
=
V k
> 0 ,则β> 0 ,要串接 P TC 热敏电阻 。
热零点漂移可消除 , 但零点 U0 依然存在 , 这要
依靠后续放大电路中的电平移动来消除 。
2 反向漏电对零点热漂移的影响[5]
2000 年 Bo ukabach 提出热零点漂移仅仅受单
一力敏电阻的温度非线性的影响 ,模型为 :
R = R0 (1 +αT +βT2 ) .
电阻条的漏电流也会引起电阻条的非线性 。p2
n 结的产生电流是漏电流的主要部分 , 与空间电荷 区宽度成正比 。漏电流密度 J x 为[4 ] :
Jx
=
qn i
2τg
yp ( x) + yn ( x)

压力传感器测试标准

压力传感器测试标准

压力传感器测试标准
压力传感器是一种用于测量压力的装置,广泛应用于工业控制、汽车制造、医疗设备等领域。

为了确保压力传感器的准确性和可靠性,需要进行严格的测试。

本文将介绍压力传感器测试的标准和方法,以确保产品质量和性能。

首先,压力传感器的静态性能测试是非常重要的。

这包括零点漂移、灵敏度、线性度等指标的测试。

零点漂移是指在零压力条件下传感器输出的变化,灵敏度是指单位压力变化引起的输出变化,而线性度则是指传感器输出与压力输入之间的线性关系。

这些指标的测试可以通过标准的测试设备和方法进行,如使用标准气压源和数字压力表进行比对测试。

其次,动态性能测试也是必不可少的。

压力传感器在实际使用中会受到各种动态压力的影响,因此需要测试其在动态压力下的响应速度、频率响应等指标。

这可以通过模拟不同频率和幅值的压力信号进行测试,以验证传感器的动态性能是否符合要求。

此外,环境适应性测试也是非常重要的。

压力传感器在不同的环境条件下可能会出现性能波动,因此需要进行温度、湿度、震动等环境适应性测试。

这可以通过将传感器放置在不同的环境条件下进行测试,以验证其在各种环境条件下的可靠性和稳定性。

最后,还需要进行耐久性测试。

压力传感器在长时间使用中可能会出现性能衰减或故障,因此需要进行长时间的稳定性测试,以验证其在长期使用中的可靠性和稳定性。

总之,压力传感器的测试标准包括静态性能测试、动态性能测试、环境适应性测试和耐久性测试。

通过严格按照这些标准进行测试,可以确保压力传感器的质量和性能达到要求,从而满足各种应用场景的需求。

压力传感器温漂特性研究及补偿电路的设计

压力传感器温漂特性研究及补偿电路的设计

电子设计工程Electronic Design Engineering第28卷Vol.28第24期No.242020年12月Dec.2020收稿日期:2020-02-18稿件编号:202002078作者简介:雷武(1995—),男,甘肃定西人,硕士研究生。

研究方向:电路与系统。

传感器是用来测量不同物理和化学参数的设备。

不同类型的传感器用于测量不同的物理和化学参数。

利用半导体材料的压阻效应制作的压力传感器称为压阻式压力传感器,也称为扩散硅压力传感器[1]。

该类传感器在使用过程中必须和被测物体接触才能得到结果,因而容易受到环境温度的影响,导致传感器的输出信号会产生温度漂移现象。

这主要是由于半导体材料的物理性质对温度的敏感性造成的[2-4]。

因此,对压力传感器进行温度补偿的设计一直是研究的热点[5-7]。

许多基于软件的数值算法被用于压力传感器的温度补偿[8-11]。

这些软件技术通常是利用微控制器或嵌入式上位机等设备来实现方案。

随着IC 技术的进步,这些处理器的成本显著降低,但使用集成芯片的模拟信号调理电路的成本仍然更低。

另外,由于计算过载导致的一些数值方法会导致显著的测量延迟,这在传感器是闭环反馈控制系统的一部分时压力传感器温漂特性研究及补偿电路的设计雷武,朱平(中北大学仪器与电子学院,山西太原030051)摘要:压力传感器的输出会受到温度的影响。

文中从理论上分析了在恒压供电和恒流供电条件下压力传感器随温度变化的输出特性,通过实验测量了在不同温度下压力传感器的输出大小。

实验结果表明,对比两种供电方式下传感器的输出,恒流供电时压力传感器输出更加趋于稳定。

但是压力传感器的输出仍然存在温漂,对此,提出了一种简单的补偿电路,采用NSA2860芯片进行温度补偿,通过对比补偿前与补偿后的温度实验,使得压力传感器的输出误差从2.14%降低到了0.52%。

关键词:压力传感器;恒压源;恒流源;温度漂移;补偿电路中图分类号:TP206文献标识码:A文章编号:1674-6236(2020)24-0174-04DOI:10.14022/j.issn1674-6236.2020.24.036Research on temperature drift characteristics of pressure sensor and design ofcompensation circuitLEI Wu ,ZHU Ping(School of Instrument and Electronics ,North University of China ,Taiyuan 030051,China )Abstract:The output of the pressure sensor is affected by temperature.In this paper ,the output characteristics of pressure sensors with temperature changes under the conditions of constant voltage power supply and constant current power supply are theoretically analyzed.The output sizes of pressuresensors at different temperatures are measured experimentally.The experimental results show thatcompared with the output of the sensors under the two power supply modes ,the output of the pressure sensor becomes more stable under constant current power supply.However ,there is still temperature drift in the output of the pressure sensor.To this end ,a simple compensation circuit that uses the NSA2860chip for temperature compensation is proposed.By comparing the temperature experiments before and after compensation ,the output error of the pressure sensor is 2.14%reduced to 0.52%.Keywords:pressure sensor ;constant voltage source ;constant courrent source ;temperature drift ;compensation circuit--174是不允许的[12]。

压力传感器的那些常见故障

压力传感器的那些常见故障

压力传感器的那些常见故障压力传感器是一种将压力和力转换为电信号的装置。

它广泛应用于各种领域,包括工业自动化、汽车制造、航空航天和医疗设备等。

然而,由于使用环境的不同,压力传感器也会出现各种故障。

在本文中,我们将讨论压力传感器的常见故障及其解决方案。

1. 灵敏度变化压力传感器的灵敏度是指输出电压相对于压力的变化率。

当压力传感器的灵敏度变化时,就会导致输出信号的不准确。

一些可能导致压力传感器灵敏度变化的原因包括:•环境温度变化•机械振动•压力传感器老化或损伤•使用过程中的误操作解决方案: - 定期校准压力传感器 - 在安装时避免安装在机械振动较强的区域 - 选择热稳定性好的材料来制造压力传感器2. 偏移偏移是指输出信号与真实压力值之间的误差。

在使用过程中,由于多种原因,压力传感器的输出信号有可能与真实压力值之间存在误差。

可能导致压力传感器偏移的原因包括:•铺设时安装不正确•过程中受到震动或剧烈冲击•长时间使用老化•电气干扰解决方案: - 在安装时保证压力传感器与被测压力的接触正常 - 避免在机械振动或冲击较强的环境下使用压力传感器 - 定期进行校正和维护,及时更换老化的部件3. 温度漂移温度漂移是指在不同温度下输出信号与真实压力值之间的误差。

压力传感器的输出信号很容易受到温度的影响,而在不同的温度和温度变化过程中,压力传感器的输出信号也会有所变化。

可能导致温度漂移的原因包括:•压力传感器所处的环境温度变化•压力传感器内部材料的温度特性解决方案: - 选择具有较好温度特性的物料 - 定期对压力传感器进行温度校准4. 泄漏由于泄漏引起的压力传感器故障需要及时排除,以防止危险事故的发生。

可能引起泄漏的原因有:•压力传感器内部密封件老化、破损或松动•错误的安装或连接方式解决方案: - 定期检查压力传感器的压力和密封性 - 更换老化的密封件 - 确保正确的安装顺序和充气压力5. 杂波和噪声在使用噪音较大的环境中,压力传感器可能受到电气噪声的干扰,产生误差较大的输出信号。

压力传感器零点漂移的解决方法浅析

压力传感器零点漂移的解决方法浅析

科技视界Science&Technology VisionScience&Technology Vision科技视界1绪论1.1变送器发展现状变送器作为重要的基础自动化仪表被广泛应用于工业现场的传送与检测过程。

回顾变送器的发展历程,大致经历了以下几个阶段:(1)起初生产的变送器工作原理是大位移,这一时期的变送器的精确度很低,而且重量较大。

(2)进入上世纪50年代产生了基于力平衡的差压变送器,这种变送器比大位移式变送器精确度要高,但是存在易受现场干扰等技术缺点。

(3)第三个阶段出现的变送器其特点是采用新型的材料,比之上几代的变送器精确度得到了改善。

(4)到了20世纪90年代,随着电子技术的迅猛发展,变送器的技术性能得到极大提高,并向智能化方向发展。

1.2国内外压力传感器发展现状及发展趋势相对于国外,我国对压力传感器的发展起步较晚,较之美国、日本、德国等老牌电子产业大国,我国压力传感器不论从性能还是水平,都有一定的差距。

从目前各个国家的研究情况及市场需求来看,压力传感器的发展主要集中在以下几个方面:(1)着重研发适用于高温作业的压力传感器:这类传感器以新型半导体材料为膜片的压阻式压力传感器为代表。

(2)以微机械加工为特点的压力传感器得以发展:这一类压力传感器有着较高的线性度,通常制作成微型、甚至是超微型传感器并广泛应用于医学领域的器官数据采集中。

(3)以热零点漂移为代表的补偿问题受到关注:在传感器的应用过程中,一直存在传感器的线性度等受到温度影响而发生漂移的问题。

未来的传感器发展的趋势必定是朝着“五化”前进,即小型化、集成化、智能化、系列化、标准化。

2压力传感器的工作特性及其零点漂移2.1压阻式压力传感器的静态特性指标压力传感器主要有以下几种静态性能指标:(1)静态灵敏度传感器被测量的单位变化量引起的输出变化量称为静态灵敏度,是重要的性能指标。

它可根据传感器的测量范围、抗干扰能力等进行选择;特别是对传感器中的敏感元件,其灵敏度的选择尤为关键。

压力传感器的零点漂移原因分析

压力传感器的零点漂移原因分析

压力传感器的零点漂移原因分析造成压力传感器的零点漂移的主要有以下几个原因:1.应变片胶层有气泡或者有杂质2.应变片本身性能不稳定3.电路中有虚焊点4.弹性体的应力释放不完全;此外还和磁场,频率,温度等很多有关系。

电漂或一些漂移都会存在,但我们可以通过一些方式缩小其范围或修正。

零点热漂移是影响压力传感器性能的重要指标,受到广泛重视。

国际上认为零点热漂移仅取决于力敏电阻的不等性及其温度非线性,其实零点热漂移还与力敏电阻的反向漏电有关。

在这点上,多晶硅可以吸除衬底中的重金属杂质,从而减小力敏电阻的反向漏电、改善零点热漂移,提高传感器的性能。

缩小电漂移和修正电漂移还有哪些方式呢?零点电漂移除了影响压力传感器的测量精度和降低灵敏度之外,还有哪些重要影响呢?利用零点电漂移可以消除压力传感器的热零点漂移,所谓零点漂移,是指当放大器的输入端短路时,在输入端有不规律的、变化缓慢的电压产生的现象。

产生零点漂移的主要原因是温度的变化对晶体管参数的影响以及电源电压的波动等,在多数放大器中,前级的零点漂移影响最大,级数越多和放大倍数越大,则零点漂移越严重。

漂移的大小主要在于应变材料的选用,材料的结构或是组成决定其稳定性或是热敏性。

材料选好后的加工制成也很重要,工艺不同,会生产出不同效果的应变值,关键也在于通过一些老化等调节后,电桥值的稳定或程规律的变化。

漂移的调节手段很多,大都根据厂家的条件或生产需求所决定,现在大多数厂家对零点漂移都控制得很好。

温度调节可通过内部温度电阻和制热零敏度电阻补偿、老化等。

对于采用电路转换的变压器中,电路部份的漂移可用通过选用好的元器件和设计更合适的电路来补偿。

一台PLC控制多台变频器实现方案PLC控制变频器的启动和停止:用PLC的数字量输出点,如果PLC是继电器输出,可以直接接变频器的启动信号端子。

如果是电压输出,可以通过继电器转换为无源触点后接启动信号端子。

这样控制PLC的输出与否即可启动/停止变频器。

mems压力传感器鉴定标准

mems压力传感器鉴定标准

mems压力传感器鉴定标准一、概述MEMS压力传感器作为一种高精度的传感器,广泛应用于各种领域,如汽车、航空航天、工业控制等。

为了确保MEMS压力传感器的质量和性能符合实际应用需求,本文制定了以下鉴定标准,分别为:性能参数、尺寸精度、温度特性、重复性、长期稳定性、抗干扰能力、安装方式和安全性。

二、性能参数1.量程范围:MEMS压力传感器的量程范围应满足实际应用的需求,量程范围的下限和上限应符合设计要求。

2.灵敏度:MEMS压力传感器的灵敏度应稳定且符合设计要求,单位为mV/V/大气压。

3.非线性误差:MEMS压力传感器的非线性误差应小于±0.2% FSO(满量程输出)。

4.迟滞性:MEMS压力传感器的迟滞性应小于±0.2% FSO。

5.重复性:MEMS压力传感器的重复性应小于±0.2% FSO。

三、尺寸精度1.芯片尺寸:MEMS压力传感器的芯片尺寸应符合设计要求,误差应小于±5um。

2.膜片尺寸:MEMS压力传感器的膜片尺寸应符合设计要求,误差应小于±3um。

3.毛细管尺寸:MEMS压力传感器的毛细管尺寸应符合设计要求,误差应小于±10um。

四、温度特性1.零点温度漂移:MEMS压力传感器的零点温度漂移应小于±0.1% FSO/℃。

2.灵敏度温度漂移:MEMS压力传感器的灵敏度温度漂移应小于±0.1%FSO/℃。

3.工作温度范围:MEMS压力传感器的工作温度范围应满足实际应用的需求。

五、重复性1.重复性测试:MEMS压力传感器应进行重复性测试,以确保其性能稳定可靠。

2.重复性误差:MEMS压力传感器的重复性误差应小于±0.2% FSO。

六、长期稳定性1.长期稳定性测试:MEMS压力传感器应进行长期稳定性测试,以评估其在使用过程中的性能变化。

2.长期稳定性误差:MEMS压力传感器的长期稳定性误差应小于±0.2% FSO。

压力传感器零点漂移检定计算方法

压力传感器零点漂移检定计算方法

压力传感器零点漂移检定计算方法以下是 8 条关于压力传感器零点漂移检定计算方法的内容:1. 嘿,你知道吗?压力传感器零点漂移检定计算方法其实就像是给它做一次全面的“体检”!比如说,我们就像医生检查病人的各项指标一样去仔细分析它的数据。

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比如说,我们观察它在不同压力环境下的表现,然后通过特定的公式去算一算它是不是“发挥稳定”,这可不是很有意思嘛!3. 嘿呀,你们想想,压力传感器零点漂移检定计算方法不就是找到它的“小情绪”嘛!就好比看一个人有时候会莫名其妙地状态不对一样。

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像计算的时候,我们就得根据实际情况灵活运用不同公式,多神奇啊!7. 呀,压力传感器零点漂移检定计算方法,可不就是一场和它的“亲密互动”么!就像和朋友交流一样,要去理解它。

比如说,通过仔细的计算来搞清楚它的零点到底有没有“跑偏”。

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比如,我们认真地用计算方法去分析它的数据,就能打开了解它的那扇门啦!我的观点结论就是:压力传感器零点漂移检定计算方法是非常重要且有趣的,掌握了它,我们就能更好地了解和运用压力传感器啦!。

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压力传感器的漂移分析摘要:文章对压力传感器与零点漂移进行了简单介绍,并强调了处理零点漂移问题的必要性。

同时,选取某型号玻璃微溶原理压力传感器进行的检测,分析零点漂移的主要原因并针对性提出了压力传感器零点漂移问题的处理建议。

在此基础上,拓展性阐述了在当前实践中较为常用的几种压力传感器零点漂移问题的优化解决与处理方案,包括基于模糊神经网络的压力传感器零点漂移补偿法、压力传感器中基于自调谐整流的漂移消除、压力传感器的热零点漂移补偿技术,以期更好实现压力传感器零点漂移的补偿与消除。

关键词:压力传感器;零点漂移;神经网络;自调谐引言:在压力传感器的运行过程中,长期存在着其线性度等受到温度的影响而产生零点漂移问题,降低压力传感器的应用性能水平。

基于此,需要针对该问题进行深入探究,并重点落实对漂移的补偿与消除。

一、压力传感器与零点漂移分析压力传感器一般包含敏感元件与转换元件这两部分,其中,敏感元件主要实现对被测量部分的直接感受与响应;转换元件主要实现对被测量的应变或是敏感元件的感受进行响应,并将其转换为电信号。

压力传感器的零点漂移主要指的是在规定的测试条件下,当输入压力为零时,输出值随时间正向、负向或上、下跳动超过规定指标。

[1]。

在压力传感器的实际运行中,一旦发生零点漂移问题,则会直接导致输出的检测结果精准程度下降,因此必须要落实重点处理与规避。

二、压力传感器的零点漂移问题分析(一)检测分析1.压力传感器零点漂移问题的检测方案选取某型号压力传感器进行的检测,其压力传感器的量程为100MPa,检测次数设定为10次,确定每次检测时获取到的零点漂移值,以此综合判断零点漂移问题的存在情况。

2.压力传感器零点漂移问题的检测结果本次压力传感器零点漂移检测所得到的结果具体如下所示:在第一次检测时,得到的零点漂移值为-1MPa;在第二次检测时,得到的零点漂移值为2MPa;在第三次检测时,得到的零点漂移值为0MPa;在第四次检测时,得到的零点漂移值为-2MPa;在第五次检测时,得到的零点漂移值为-2MPa;在第六次检测时,得到的零点漂移值为0MPa;在第七次检测时,得到的零点漂移值为1MPa;在第八次检测时,得到的零点漂移值为2MPa;在第九次检测时,得到的零点漂移值为0MPa;在第十次检测时,得到的零点漂移值为-1MPa。

对上述结果进行综合分析,能够了解到,在对本压力传感器进行重复10次的零点漂移检测期间,存在7次零点漂移,最大值保持在±2MPa的水平,可以判断出该压力传感器存在零点漂移问题,因此,相应压力传感器在实际应用过程中所产生的数据极有可能发生偏差。

(二)零点漂移的主要原因分析造成零点漂移问题现象产生的主要原因在于,在温度发生变化的条件下,压力传感器内的晶体管会受到一定程度的影响,电源电压也容易发生波动。

在多数放大器中,前级的零点漂移影响最大,放大倍数越大、级数越大,所以零点漂移的严重程度更高。

对于零点漂移问题而言,其严重程度主要受到应变材料的影响,相应材料的组成或是成分直接关系着压力传感器的热敏性以及稳定性程度。

同时,加工制造工艺也会对零点漂移问题的产生情况产生一定程度的影响,在制造工艺存在差异的条件下,实际生成的效果的应变值也有着较为明显的不同。

针对该压力传感器的零点漂移问题发生成因进行深入分析,发现主要原因包括:该压力传感器的应变片与金属膜之间的玻璃层在烧结时,树脂排气不充分,使玻璃内含着一定的气泡;生产环境洁净度达不到万级指标,在玻璃内有杂质;该压力传感器的应变片本身所具备的性能稳定性水平并不理想;该压力传感器的电路中包含着一定的虚焊点;该压力传感器内的金属弹性膜片应力释放完全程度较低,存在温度、频率以及磁场等方面的变化。

(三)压力传感器零点漂移问题的处理建议对于压力传感器而言,零点热漂移是影响其性能的重要指标,实践中,可以通过多种处理方法完成零点热漂移修正或是缩小其范围。

力敏电阻的不等性以及温度非线性决定着零点漂移,且零点漂移也与力敏电阻的反向漏电之间存在着较为密切的关联性[2]。

基于这样的情况,为解决本压力传感器的零点漂移问题,主要利用多晶硅对衬底中的重金属杂质落实全面吸附,以此促使力敏电阻的反向漏电得以明显降低,实现对零点漂移问题的优化改善,支持该压力传感器的性能水平有所提升。

同时,可以依托对零点电漂移的利用实现对压力传感器零点热漂移的有效消除。

对于温度调节而言,可以应用压力传感器内部温度电阻以及灵敏度电阻完成补偿;对于引入电力转换的变送器而言,其中存在于电路部分的零点漂移可以依托优化选用的元器件以及更为合适的电路设计方案完成补偿。

在此基础上,还需要选用具备更高灵敏系数、更小温度变化的应变材料,从而达到更好消除该压力传感器零点漂移问题的效果,体现出对该压力传感器性能稳定性的更好维护。

三、压力传感器零点漂移问题的优化解决与处理方案探究(一)基于模糊神经网络的压力传感器零点漂移补偿法在应用基于模糊神经网络的压力传感器零点漂移补偿法进行压力传感器零点漂移问题的处理与解决实践中,所应用的补偿操作可以细化为两步骤,具体如下:第一,网络学习。

选定压力传感器,在其实际所具备的测量范围内随机完成n个u=[u1,u2,u3,...,u n]的获取,以及对应输出值的提取,以此为基础针对输出值落实模糊量化处理;随机进行单组网络初始权值的生成,并将各个输出值设定为模糊神经网络的输出值,以此为基础完成网络实际输出值的计算与确定;将各个u设定为模糊神经网络的期望输出,以此为基础确定出训练模糊神经网络的权值,直至网络学习结束。

第二,误差补偿。

对于实际测量的物理量u而言,其在经过传感器后能够实现转换,并以v=f(u)实现输出,v为u的对应输出值;依托网络神经网络实施泛化处理,以此为基础进行对实际输出的计算与确定,并在此条件下完成对相应压力传感器非线性误差的有效补偿。

选取某型号压力传感器为检测对象,针对该基于模糊神经网络的压力传感器零点漂移补偿法的应用效果进行仿真分析。

该压力传感器的量程维持在p0-p0+10MPa的范围内(p0代表着标准大气压);精度维持在1%;工作温度保持在零下10℃至零上85℃的范围内;补偿温度设定为-40℃、25℃和125℃三个温度点。

在这样的条件下,得到的该压力传感器零点输出结果如下所示:在该压力传感器工作温度为25℃的条件下,其零点输出为103mV;在该压力传感器工作温度为30℃的条件下,其零点输出为129.4mV;在该压力传感器工作温度为37℃的条件下,其零点输出为129.4mV;在该压力传感器工作温度为44℃的条件下,其零点输出为117.9mV;在该压力传感器工作温度为54℃的条件下,其零点输出为117.2mV;在该压力传感器工作温度为60℃的条件下,其零点输出为111.3mV;在该压力传感器工作温度为70℃的条件下,其零点输出为108.5mV。

对于神经网络输入层的两个节点而言,分别对应着压力传感器的输出与其工作温度标准化后的值;对于神经网络输出层的一个节点而言,其属于修正后的压力传感器输出。

结合该型号压力传感器的理想标定值,可以判断108.2为网络的期望响应,10-3为目标误差。

在模糊神经网络的实际学习的过程中,各层神经源节点之间的连接权值能够实现逐步性优化,从而实现零点漂移补偿。

组织网络迭代训练,实践发现,在完成45次训练后,能够促使误差达到理想值水平,具体为0.001243;结合获取到的模糊数据网络补偿结果能够得出,依托模糊神经网络所获的曲线更为理想,相对误差平均为0.27%,能够达到促使压力传感器输出误差明显下降的效果,同时使得该压力传感器的精度从原有的中低级转变为了中高级。

综合而言,相比于一般网络来说,模糊神经网络算法的运算速度更高,且实际得到的数据精度更为理想,有着更加明显的零点漂移补偿效果。

(二)压力传感器中基于自调谐整流的漂移消除烧结在压力传感器内的应变片会随着外界干扰强度的变化而发生改变,压力感知信号的非线性特征明显,容易发生零点漂移问题,同时也会生成一些更加复杂的问题,如产生影响检测精度的零点电漂移等等,使得压力传感器实际承担着的零点漂移问题严重程度显著提升。

设定外界干扰向量(迟滞、干扰强度、干扰源规模、力学漂移等)、应变片的电阻以及非线性系数可以构成压力传感器的三维空间,此时则有:在压力传感器应变片的电阻降低同时非线性系数增大的条件下,压力感知信号的现实分析精度呈现出下降发展趋势,结合新标定位误差,促使零点漂移问题发生,降低压力传感器的现实灵敏度水平,也对压力感知精度以及传感器的运行效率产生直接性影响。

基于这样的情况,可以结合压力传感器零点漂移特点以及三位曲线规律,展开对压力传感器内置供电电路的整流调整,从而达到降低零点漂移问题发生概率的效果。

实践中,可以在压力传感器内投放由多个电阻、多个电容、二极管、触发器以及外置非门运算器等结构所组成的自调谐整流电路,以此赋予压力传感器以自调谐整流功能,促使压力传感器的工作电压长时间维持在平稳且持续增大的水平,降低零点漂移发生概率以及相应问题对压力信号感知精度所产生的负面影响。

(三)压力传感器的热零点漂移补偿技术1.硬件零点补偿法在当前的压力传感器硬件零点补偿实践中,可以应用的方法相对较多,包括双电桥补偿技术、三级管补偿技术、桥臂热敏电阻补偿技术以及桥外串、并联热敏电阻补偿技术和桥臂上串、并联恰当恒定电阻补偿技术等等[3]。

主要以双电桥补偿技术为例进行详细说明,当前,双电桥补偿技术在压力传感器的热零点漂移补偿中较为常用,一般情况下,除了可以使用常规的非线性补偿方法消除温度影响之外,还可以依托双惠斯登电桥原理的应用完成补偿。

结合双电桥补偿原理可以了解到,对于压阻电桥的4个电阻R1i(i= 1,2,3,4) 以及补偿电桥的4个电阻R2i(i= 1,2,3,4)而言,这些电阻能够在膜片上呈现出对称分布的状态,由此可以判断出,在空间分布、应变区域上,两个电桥保持着完全相同的状态,所以任意一个电桥均不占优势。

在工艺上,需要最大程度确保两种类电桥的电阻值对应相等,且对应的温度灵敏度系数等值反号。

因此,从理论方面来看,依托双惠斯登电桥原理的使用完成对温度补偿式圆平薄膜压阻式力传感器的设计,能够达到对温度漂移问题落实有效控制的效果。

2.软件补偿零点漂移方法在压力传感器实际的信号采集过程中,未发生触发信号直至触发采集,最终完成信号采集的这一段时间内,输入的信号始终保护在零的状态,而输出的信号并不为零[4]。

此时,实际采集到的输出数据一般均以随机造成的形式显现,在数据计算以及处理实践中并不能够发挥出较为理想的价值性与作用性。

此时,可以将未发生触发信号直至触发采集、最终完成信号采集的这一段时间内实际所采集到的信号值理解为零点漂移。

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