硅压阻式传感器的校准

校准硅压阻式传感器压力传感器的主要困难在于它们的误差幅度范围很宽，采用不同工艺生产的硅压阻式传感器具有不同类型的误差和误差范围。甚至由同一个制造商提供的同一型号传感器的误差幅度，两者之间也会有轻微的差异。硅压阻式传感器的误差因素包括：满偏信号随温度变化的强烈非线性(高达1％oK)；很大的初始失调(可至满偏的100％或更高)以及失调随温度的强烈漂移等。在一定限度内，这些缺陷可以由电子电路加以补偿。压力传感器一定温度下，硅压阻桥路电阻(Vcc和地之间的等效电阻)能够在很宽的压力范围内保持相当的恒定，然而，随着温度的上升，桥路电阻显著增加，如果电桥由恒流源驱动，桥路电压(指Vcc和地之间的等效电阻与恒流源输出电流的乘积)就会增加。当桥路电压随着温度的升高而增大时，则SPRT灵敏度也随之升高。另一方面，如果保持桥路电压恒定，SPRT的压力灵敏度又会随着温度的升高而降低。因此，SPRT的压力灵敏度受两种互相对立的因素影响：温度和受温度影响的桥路电压。这种桥路电阻或桥路电压的变化可以彼现代信号调理电路IC加以利用，来校正SPRT灵敏度在温度范围内的误差。值得一提的是，此类信号调理电路IC均可通过桥路电阻的变化来校正灵敏度随温度的改变。根据SPRT产生误差的主要因素的分析，便可有的放矢地进行校正与补偿。以下将对目前常用的传统校正与现代校正及简化补偿方法作介绍。数显压力传感器它可以补偿硅压阻精度至适当水平，并可以对SPRT失调、失调的温度漂移(OFFSETTC)以及SPRT灵敏度的温度漂移进行调整。而与SPRT灵敏度温度漂移相关的是满偏榆出(FSO)的温度漂移，这两个参数(指SPRT灵敏度温度漂移与满偏榆出的温度漂移)的温度特性互成正比，电路中的调零电阻Rjz用来补偿传感器在室温下的失调电压，温度敏感电阻Rts和Rtz(或R\'tz)用于校正温度误差。前面提到，桥路电阻随着温度上升而增加，使传感器两端的电压Vo+Vo-()也增加，这个增加的电压△Vo+Vo-会使传感器的灵敏度上升，也就是说，在给定压力下它将输出更高的电压。然而，如果保持传感器两端电压恒定，传感器的灵敏度就会随着温度的上升而降低(或称负向灵敏度系数)，但因为桥路电阻受温度影响而增加时，它所引起的灵敏度正向变化系数是大于负向灵敏度系数，所以，满偏输出(FSO)趋向于随着温度增加而增加。电阻器Rts可以在温度上升时旁路掉一部分桥路电流，从而抵消上述效应。类似地，Rtz或R\'tz可对失调的漂移进行校正。电路中选择Rts还是R\'tz取决于失调的温度漂移方向。这种传统校正方法的优点是程式简单、廉价，但主要问题是各个补偿元件之间互相影响,使校准非常困难，并限制了所能达到的精度，该校正技术也不便于采用电子调整。更多传感器相关技术文章请访问沧正传感