压力传感器温漂的处理方法
压力传感器温度漂移补偿的控制电路设计探讨.docx
压力传感器温度漂移补偿的控制电路设计探讨1压力传感出现温度漂移的原因温度因素是影响压力传感器可靠性温度漂移基本,为了完成对压力传感器温度漂的控制,需要合对具体的压力传感器的温度漂移因素进行解读,具体内容如下。
零位温度漂移因素:具体的零位温度漂移,结合上述公式的基本情况,可以完成对造成零位温度漂移因素的分析。
残余气体因素的影响,残余气体的影响,主要体现在一类存在密封参考压力腔的压力传感器中,。
对于简单的压力传感器,则不需要考虑气体的影响[1]。
对于零位温度的漂移因素,还需要的对桥臂电阻的差异性引起的温度漂移进行分析,这类温度漂移的主要是由于四个电阻值的差异引起的温度漂移或是由电阻所处于的位置膜厚度不均匀引起温度漂移。
灵敏度漂移原因:灵敏度漂移是影响压力传感器测量精度和可靠性的重要因素,造成压力传感器灵敏度漂移的因素较多。
通过查阅相关文献资料,可得到压力传感器的灵敏度与压阻系数之间是存在明显联系,且二者之间呈现正相关的联系,而压阻是温度的函数。
通过上述结论,展开分析可以得到电阻系数会受到的温度变化的影响,导致压力传感器出灵敏度漂移。
2压力传感器温度漂移的现有补偿方法分析压力传感器温度漂移是影响压力传感器测量禁锢的关键,故此,针对的压力传感器的温度漂移,需结合具体原因,选取适宜的补偿方式实现对温度漂移的控制。
现阶段,常见温度漂移补偿方式可以分为内部补偿和外部补偿两种方式,具体补偿方式为。
(1)内部补偿。
这类补偿方式较为适用于零位温度漂移的情况,可以实现对零位温度漂移的控制。
以硅桥式压阻压力传感器为例,具体的内部补偿方式主要是控制扩散电阻阻值和扩散电阻温度系数不一致,促使其在不加压情况下,可以满足输出不为零,并随着温度变化。
故此,针对内部补偿,主要是通过改善内部结构的方式,达到增加扩散电阻的对称性的目的。
并借助控制材料特性的方式,可以选择掺杂的方式,促使压力传感器在温度变化的环境下,可以始终保持稳定的状态。
压力传感器的漂移分析
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。
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。
压力传感器温度漂移补偿的电路设计
压力传感器温度漂移补偿的电路设计提纲:1. 压力传感器温度漂移原因以及补偿方法2. 压力传感器温度漂移补偿电路设计原理3. 压力传感器温度漂移补偿电路设计流程及具体方法4. 压力传感器温度漂移补偿电路设计中的参数选择与优化5. 压力传感器温度漂移补偿电路设计实验分析1. 压力传感器温度漂移原因以及补偿方法压力传感器温度漂移是由于传感器芯片内部的温度变化导致的电学参数变化,从而影响传感器的输出精度。
通常,压力传感器的静态输出误差会随着环境温度的变化而变化,这是由于传感器中电路元器件和传感器本身特性随温度变化引起的。
针对这个问题,可以采用温度补偿技术实现传感器输出的稳定。
其中,温度补偿方法主要包括零点补偿和灵敏度补偿两种。
2. 压力传感器温度漂移补偿电路设计原理压力传感器温度漂移补偿电路设计的原理就是通过对传感器信号进行处理,利用基准电压和检测到的电信号之间的差异实现漂移调整。
其具体原理是将传感器测量信号与基准电压进行比较,并对比较结果进行补偿,从而达到降低温度影响,提高传感器输出稳定性的目的。
3. 压力传感器温度漂移补偿电路设计流程及具体方法压力传感器温度漂移补偿电路的设计流程主要包括系统分析、电路分析、参数选择、电路综合和测试等步骤。
在具体方法方面,可以采用基于模拟电路的温度补偿电路设计方案,也可以采用基于数字信号处理的技术实现补偿处理。
4. 压力传感器温度漂移补偿电路设计中的参数选择与优化在压力传感器温度漂移补偿电路设计的过程中需要对电路中关键参数进行优化选择。
这些关键参数包括放大器增益、滤波器频率、校准电阻等。
在选择这些参数时需要考虑系统要求、可行性和成本等因素,从而根据需求进行系统参数的优化设计。
5. 压力传感器温度漂移补偿电路设计实验分析压力传感器温度漂移补偿电路设计实验较多,可以通过实验对设计的电路进行验证,获取补偿电路的性能参数,如响应速度、精度和准确性等。
同时,也可以通过实验分析不同参数对补偿效果的影响,以便进一步优化设计。
压力传感器温度漂移补偿的应用分析
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
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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。
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]。
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。
压力传感器温度漂移补偿的电路设计-电路设计论文-设计论文
压力传感器温度漂移补偿的电路设计-电路设计论文-设计论文——文章均为WORD文档,下载后可直接编辑使用亦可打印——摘要:在现今工业生产中许多新兴技术得到了应用,然而在实际的应用过程中通常发现该类新兴技术存在着诸多隐患,比如就压力传感器来说,在实际应用中往往由于多种因素会产生由于温度所引起的误差,这对于传感器的灵敏程度影响较大,会引起测量结果的误差,这将对工业生产和其它的监控测量设备产生影响。
文章对压力传感器温度漂移的原因和具体解决思路进行分析,并进行压力传感器温度漂移补偿的控制电路设计探讨,以尽可能使在各领域应用压力传感器时灵敏度得到保证。
关键词:压力传感器;灵敏度;温度漂移;电路设计1分析压力传感器温度漂移的具体原因通过压力传感器工作问题发生的原因分析,以进行压力传感器温度漂移补偿是有必要的,这对电路体系设计有很大的帮助,一般认为要考虑压力传感器工作过程中的灵敏度和零位温度,这两者通常会在工作中出现问题,影响到压力传感器数据,前者分析进行考虑要结合各类公式进行分析,一般认为主要是气体残留的影响,这主要是因为压力传感器在使用密封参考压力腔时会由于气体残留而造成数据的影响,但是较为简单的压力传感器并不需要考虑该方面的问题,除此之外需要注意还有桥臂电阻相关差异因素所引起的温度漂移,一般认为该类情况主要是电阻值所导致的差异,除此之外未知膜的厚度也会有所影响,这两者最终都会引起温度漂移。
而就后者来说,灵敏度作为对于压力传感器作为重要的因素之一,一旦出现漂移则会对于压力传感性的可靠程度造成严重影响,一般来说灵敏度漂移的主要原因有诸多方面,为此通过对于大量论文和文献资料的研究,也主要是因为压阻系数和灵敏度之间的关系,尤其是电阻系数会受到温度因素的的影响而最终影响的压力传感器。
一般认为以上两者就使压力上感起出现温度漂移的主要原因,因此对压力传感器的工作条例进行解决是,要参考以上两点进行[1]。
2压力传感器问题解决的相关思路在宏观层面上为解决压力传感器所出现的各类问题,可以结合稍微所提到的具体原因进行有效的分析并解决,就实际来说一般发源内在和外在两个部分解决方法,结合实际工作和工作环境进行适宜的补偿方法选取是有必要的,就目前来看一般是分为适应于零位温度漂移内部和软、硬件外部两种补偿方式,具体如下:2.1零位温度漂移内部补偿零位温度漂移是上文原因分析中的较为重要的一方面,也就是从传感器的内部进行改变,主要的改变方式是对于内部结构的转变,也就是适应于压力传感器零位温度飘移的内部补偿方式,以对该种情况进行控制,具体来说以控制扩散电阻为主要的方法,通过使扩散电阻阻值的变化,进行与扩散电阻温度系数的调整,今儿在没有其他变化比如加压的情况下,对于要求条件进行满足。
压力传感器温度漂移补偿的控制电路设计探讨.
压力传感器温度漂移补偿的控制电路设计探讨1压力传感出现温度漂移的原因温度因素是影响压力传感器可靠性温度漂移基本,为了完成对压力传感器温度漂的控制,需要合对具体的压力传感器的温度漂移因素进行解读,具体内容如下。
零位温度漂移因素:具体的零位温度漂移,结合上述公式的基本情况,可以完成对造成零位温度漂移因素的分析。
残余气体因素的影响,残余气体的影响,主要体现在一类存在密封参考压力腔的压力传感器中,。
对于简单的压力传感器,则不需要考虑气体的影响[1]。
对于零位温度的漂移因素,还需要的对桥臂电阻的差异性引起的温度漂移进行分析,这类温度漂移的主要是由于四个电阻值的差异引起的温度漂移或是由电阻所处于的位置膜厚度不均匀引起温度漂移。
灵敏度漂移原因:灵敏度漂移是影响压力传感器测量精度和可靠性的重要因素,造成压力传感器灵敏度漂移的因素较多。
通过查阅相关文献资料,可得到压力传感器的灵敏度与压阻系数之间是存在明显联系,且二者之间呈现正相关的联系,而压阻是温度的函数。
通过上述结论,展开分析可以得到电阻系数会受到的温度变化的影响, 导致压力传感器出灵敏度漂移。
2压力传感器温度漂移的现有补偿方法分析压力传感器温度漂移是影响压力传感器测量禁锢的关键,故此, 针对的压力传感器的温度漂移,需结合具体原因,选取适宜的补偿方式实现对温度漂移的控制。
现阶段,常见温度漂移补偿方式可以分为内部补偿和外部补偿两种方式,具体补偿方式为。
(2)内部补偿。
这类补偿方式较为适用于零位温度漂移的情况,可以实现对零位温度漂移的控制。
以硅桥式压阻压力传感器为例,具体的内部补偿方式主要是控制扩散电阻阻值和扩散电阻温度系数不一致,促使其在不加压情况下,可以满足输出不为零,并随着温度变化。
故此,针对内部补偿,主要是通过改善内部结构的方式,达到增加扩散电阻的对称性的目的。
并借助控制材料特性的方式,可以选择掺朵的方式,促使压力传感器在温度变化的环境下,可以始终保持稳定的状态。
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。
空调压力传感器输出漂移问题研究
空调压力传感器输出漂移问题研究一、背景1、什么是空调传感器漂移空调压力传感器漂移是指在输入压力不变的情况下,传感器输出值随着时间变化的现象。
产生漂移的原因一般有两个方面:一是传感器自身结构参数;二是周围环境(如温度、湿度等)。
最常见的漂移是温度漂移,即周围环境温度变化而引起输出量的变化,温度漂移主要表现为温度零点漂移和温度灵敏度漂移。
本报告主要研究空调压力传感器的温度漂移。
2、空调压力传感器温度漂移的现象2.1、传感器布置在上海某车厂路试车辆跑车过程中出现了漂移,如图1所示在同一条空调高压管路中顺序设置有三个压力传感器安装座,分别安装了标准压力传感器,A型号空调压力传感器和B型号空调压力传感器,对三款传感器进行数据采集及对比分析,验证B型号传感器的性能。
图1 空调压力传感器数据监控示意图2.2、数据的监控如图2所示压力传感器试验采用CANoe或者IMC作为测试主机进行数据采集。
标准的压力传感器与CANSAS测量模块连接,然后通过Mess-CAN与测试主机相连。
在整车K-CAN上并联一路CAN线,用于CAN信号采集。
在压力传感器与空调控制器接连的LIN线上并联出一路LIN线,用于LIN信号采集。
压力传感器测试得到的压力值和标准压力传感器上测试得到的压力值进行比对,判断压力传感器上的信号是否正确。
图2 空调压力传感器数据监控示意图2.3、数据帧图3数据帧格式1)DS_Kaeltemittel_P 是相对压力值。
2)DS_DruckError总线上的压力值是否有错误。
3)DS_TempError总线上的温度值是否有错误。
4)DS_checksumError 检查LIN通信是否出现应答校验码错误5)DS_BitError检查LIN通信是否出现应答回读错误6)DS_HW 压力传感器的硬件版本7)DS_SW 压力传感器的软件版本2.4、结果分析根据图3和图4可以看出,路试前期温度未达到高温稳定状态时,标准、B 型号、A型号空调压力传感器输出一致,最大偏差约0.1bar,符合路试及图纸小于等于0.33bar(1%FS)的要求;当路试一段时间后,温度基本稳定时,相比A 型号输出,B型号空调压力传感器输出偏低最大约0.4bar,超过了图纸要求的0.33bar(1%FS)的要求,说明B型号空调压力传感器存在较大温漂。
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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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