壓力傳感器溫度漂移補償的電路設計

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摘要：在現今工業生產中許多新興技術得到了應用，然而在實際的應用過程中通常發現該類新興技術存在著諸多隱患，比如就壓力傳感器來說，在實際應用中往往由于多種因素會產生由于溫度所引起的誤差，這對于傳感器的靈敏程度影響較大，會引起測量結果的誤差，這將對工業生產和其它的監控測量設備產生影響。文章對壓力傳感器溫度漂移的原因和具體解決思路進行分析，并進行壓力傳感器溫度漂移補償的控制電路設計探討，以盡可能使在各領域應用壓力傳感器時靈敏度得到保證。

關鍵詞：壓力傳感器；靈敏度；溫度漂移；電路設計

1分析壓力傳感器溫度漂移的具體原因

通過壓力傳感器工作問題發生的原因分析，以進行壓力傳感器溫度漂移補償是有必要的，這對電路體系設計有很大的幫助，一般認為要考慮壓力傳感器工作過程中的靈敏度和零位溫度，這兩者通常會在工作中出現問題，影響到壓力傳感器數據，前者分析進行考慮要結合各類公式進行分析，一般認為主要是氣體殘留的影響，這主要是因為壓力傳感器在使用密封參考壓力腔時會由于氣體殘留而造成數據的影響，但是較為簡單的壓力傳感器并不需要考慮該方面的問題，除此之外需要注意還有橋臂電阻相關差異因素所引起的溫度漂移，一般認為該類情況主要是電阻值所導致的差異，除此之外未知膜的厚度也會有所影響，這兩者最終都會引起溫度漂移。而就后者來說，靈敏度作為對于壓力傳感器作為重要的因素之一，一旦出現漂移則會對于壓力傳感性的可靠程度造成嚴重影響，一般來說靈敏度漂移的主要原因有諸多方面，為此通過對于大量論文和文獻資料的研究，也主要是因為壓阻系數和靈敏度之間的關系，尤其是電阻系數會受到溫度因素的的影響而最終影響的壓力傳感器。一般認為以上兩者就使壓力上感起出現溫度漂移的主要原因，因此對壓力傳感器的工作條例進行解決是，要參考以上兩點進行[1]。

2壓力傳感器問題解決的相關思路

在宏觀層面上為解決壓力傳感器所出現的各類問題，可以結合稍微所提到的具體原因進行有效的分析并解決，就實際來說一般發源內在和外在兩個部分解決方法，結合實際工作和工作環境進行適宜的補償方法選取是有必要的，就目前來看一般是分為適應于零位溫度漂移內部和軟、硬件外部兩種補償方式，具體如下：

2.1零位溫度漂移內部補償

零位溫度漂移是上文原因分析中的較為重要的一方面，也就是從傳感器的內部進行改變，主要的改變方式是對于內部結構的轉變，也就是適應于壓力傳感器零位溫度飄移的內部補償方式，以對該種情況進行控制，具體來說以控制擴散電阻為主要的方法，通過使擴散電阻阻值的變化，進行與擴散電阻溫度系數的調整，今兒在沒有其他變化比如加壓的情況下，對于要求條件進行滿足。那么為了達到這種情況就需要對內部的一些結構進行調整，以對于擴散電阻進行性控制，主要的方式有材料特性的控制和對，壓力傳感器敏感度的把控兩方面[2]。

2.2軟、硬件外部補償

一般在外部進行壓力傳感器溫度飄移的補償時，可以算軟件方面實現補償算法，使現有的溫度誤差在職能軟件的計算處理過程中得到解決，就目前來說回歸分析凡是較為好用的一種補償付軟件方式，比如下圖所示就是常用的軟件補償方式之一。而在硬件方面的補償也就是下文要重點所說的，對壓力傳感器的控制電路進行設計，進而通過電路設計對于傳感器的不利影響進行減少。需要注意的是內部補償主要是對于材料進行更改，最后控制的是擴散電阻阻止，而外部補償則主要是通過軟件算法和硬件的電路設計進行更改，相對來說，作為外部補償方式的控制電路設計有著更好的控制效果，對學誤差的減少有著更好的作用。

3具體壓力傳感器溫度漂移補償的電路設計相關分析

在壓力傳感器外部補償的控制電路設計方面有著較多的電路設計方法，具體來說主要有以下三種即電源電路、插動放大電路、A/D轉換電路，除此之外對于溫度傳感器的選擇也有較為重要的作用，并可以展開spice的模型構建模擬。

3.1電源電路、插動放大電路

首先對于電源電路和插動放大電路進行分析，前者需要對于電源電路恒流恒壓進行分析，根據供電的方式及特點進行比較以對控制電路的具體設計有所保證。因此將壓力傳感器中的擴散電阻以表示符號R進行表示，并將4個R的初始值進行設計，對于壓力傳感器的主要工作方式進行分析可知，在感受到壓力后擴散電阻的電阻值開始出現升降情況，而在感受到溫度變化時，均出現相同的R值變化，而具體進行對比分析，可知在輸出信號的準確程度上，恒流供電較為可靠，相應的恒壓電源供電的作用較弱。而差動放大電路實際上也就是。應用共膜信號的控制，對可變電阻進行調整上的保障，就具體進行分析來說，也就是在電阻輸出較大時所具備的良好放大效果所得出的。

3.2A/D轉換電路

該總電路的轉換設計是較為重要的電路功能控制的基礎，就具體來說，也就是要創凡輸入14位A/D轉換芯片，從實際應用方面可知該種芯片效率較高，并且滿足壓力傳感器所需的精準度，在消耗能量較小的情況下，可以對誤差進行糾正，節省了人工費，用等諸多額外成本[3]。

3.3溫度傳感器的選擇和spice的模型構建模擬

根據具體的工作環境，對于溫度傳感器進行選取是很重要的，這是保證溫度漂移補償變化的重要基礎之一，對于數據保障有了較為重要的作用。而除此之外在目前為了實現補償控制電路的設計保障，也可以通過模型進行模擬構建，在根據相應參數進行構建的完成后，對于根據上述要求所設計的構建進行分析和模擬運行，對于補償前后的溫度漂移補償和壓力傳感器本身的精確度進行分析，以上所進行的設計理念和具體的電路設計方式在具體應用中取到了較好的作用，因此在廣大領域中應用壓力傳感器時進行該方式補償對于工作效率和速度的精確度有著較好的提高作用[4]。

4結語

本文主要探究了壓力傳感器溫度漂移補償的控制電路設計，作為影響工廠生產和監控工作的重要數據傳輸工具，其精確程度和靈敏度與工作效率有著作為直接的關系，因此對當前出現的狀況及其背后的原因加以分析，通過分析進行改進是有必要的，這可以很大程度上提高工作效率，進而提高相關企業和技術在社會方面的競爭力，尤其在各領域應用壓力傳感器頻率較高的當下，對壓力傳感器溫度遷移補償的線路進行設計將會有更高的經濟效益，對于我國的經濟發展也有著一定的推動作用。

參考文獻：

[1]李愷,司長征,韓光,阿迪力江•尼扎米丁.用于油田井口壓力監測的無源無線壓力傳感器[J].中國管理信息化,2019(17):186-189.

[2]白天,閆磊,孫鳳舉,馮輝,王小三,程利娜,李紅浪.無源無線聲表面波壓力傳感器校準技術研究[J].宇航計測技術,2019,39(04):22-27.

[3]劉春俠,賀秀玲,蘇渤力.高溫高精度石英壓力傳感器的標定方法[J].化工自動化及儀表,2019,46(07):528-531.

[4]龔中良,劉寒霜.硅電容式高精度雙軸傾角傳感器溫度漂移補償研究[J].傳感器與微系統,2019,38(07):43-45.

作者：毛仕洋 袁氫 單位：荊楚理工學院