压力传感器温度漂移补偿的电路设计

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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。那么为了达到这种情况就需要对内部的一些结构进行调整，以对于扩散电阻进行性控制，主要的方式有材料特性的控制和对，压力传感器敏感度的把控两方面[2]。

2.2软、硬件外部补偿

一般在外部进行压力传感器温度飘移的补偿时，可以算软件方面实现补偿算法，使现有的温度误差在职能软件的计算处理过程中得到解决，就目前来说回归分析凡是较为好用的一种补偿付软件方式，比如下图所示就是常用的软件补偿方式之一。而在硬件方面的补偿也就是下文要重点所说的，对压力传感器的控制电路进行设计，进而通过电路设计对于传感器的不利影响进行减少。需要注意的是内部补偿主要是对于材料进行更改，最后控制的是扩散电阻阻止，而外部补偿则主要是通过软件算法和硬件的电路设计进行更改，相对来说，作为外部补偿方式的控制电路设计有着更好的控制效果，对学误差的减少有着更好的作用。

3具体压力传感器温度漂移补偿的电路设计相关分析

在压力传感器外部补偿的控制电路设计方面有着较多的电路设计方法，具体来说主要有以下三种即电源电路、插动放大电路、A/D转换电路，除此之外对于温度传感器的选择也有较为重要的作用，并可以展开spice的模型构建模拟。

3.1电源电路、插动放大电路

首先对于电源电路和插动放大电路进行分析，前者需要对于电源电路恒流恒压进行分析，根据供电的方式及特点进行比较以对控制电路的具体设计有所保证。因此将压力传感器中的扩散电阻以表示符号R进行表示，并将4个R的初始值进行设计，对于压力传感器的主要工作方式进行分析可知，在感受到压力后扩散电阻的电阻值开始出现升降情况，而在感受到温度变化时，均出现相同的R值变化，而具体进行对比分析，可知在输出信号的准确程度上，恒流供电较为可靠，相应的恒压电源供电的作用较弱。而差动放大电路实际上也就是。应用共膜信号的控制，对可变电阻进行调整上的保障，就具体进行分析来说，也就是在电阻输出较大时所具备的良好放大效果所得出的。

3.2A/D转换电路

该总电路的转换设计是较为重要的电路功能控制的基础，就具体来说，也就是要创凡输入14位A/D转换芯片，从实际应用方面可知该种芯片效率较高，并且满足压力传感器所需的精准度，在消耗能量较小的情况下，可以对误差进行纠正，节省了人工费，用等诸多额外成本[3]。

3.3温度传感器的选择和spice的模型构建模拟

根据具体的工作环境，对于温度传感器进行选取是很重要的，这是保证温度漂移补偿变化的重要基础之一，对于数据保障有了较为重要的作用。而除此之外在目前为了实现补偿控制电路的设计保障，也可以通过模型进行模拟构建，在根据相应参数进行构建的完成后，对于根据上述要求所设计的构建进行分析和模拟运行，对于补偿前后的温度漂移补偿和压力传感器本身的精确度进行分析，以上所进行的设计理念和具体的电路设计方式在具体应用中取到了较好的作用，因此在广大领域中应用压力传感器时进行该方式补偿对于工作效率和速度的精确度有着较好的提高作用[4]。

4结语

本文主要探究了压力传感器温度漂移补偿的控制电路设计，作为影响工厂生产和监控工作的重要数据传输工具，其精确程度和灵敏度与工作效率有着作为直接的关系，因此对当前出现的状况及其背后的原因加以分析，通过分析进行改进是有必要的，这可以很大程度上提高工作效率，进而提高相关企业和技术在社会方面的竞争力，尤其在各领域应用压力传感器频率较高的当下，对压力传感器温度迁移补偿的线路进行设计将会有更高的经济效益，对于我国的经济发展也有着一定的推动作用。

参考文献：

[1]李恺,司长征,韩光,阿迪力江•尼扎米丁.用于油田井口压力监测的无源无线压力传感器[J].中国管理信息化,2019(17):186-189.

[2]白天,闫磊,孙凤举,冯辉,王小三,程利娜,李红浪.无源无线声表面波压力传感器校准技术研究[J].宇航计测技术,2019,39(04):22-27.

[3]刘春侠,贺秀玲,苏渤力.高温高精度石英压力传感器的标定方法[J].化工自动化及仪表,2019,46(07):528-531.

[4]龚中良,刘寒霜.硅电容式高精度双轴倾角传感器温度漂移补偿研究[J].传感器与微系统,2019,38(07):43-45.

作者：毛仕洋 袁氢 单位：荆楚理工学院