擴(kuò)散硅壓力傳感器溫漂補(bǔ)償?shù)能浖?shí)現(xiàn).pdf

1、利用硅的壓阻效應(yīng)和微電子技術(shù)制作的擴(kuò)散硅力敏傳感器是近30年來發(fā)展非常迅速的一種新型傳感器。擴(kuò)散硅傳感器以其靈敏度輸出高，動態(tài)響應(yīng)好，測量精度高，穩(wěn)定性好，易于小型化和批量生產(chǎn)等優(yōu)點(diǎn)廣泛地應(yīng)用于石油、化工、冶金、電力等行業(yè)。但由于半導(dǎo)體的溫度特性，傳感器的性能要受溫度的影響而發(fā)生變化，而現(xiàn)有的技術(shù)水平還無法生產(chǎn)沒有溫度漂移的傳感器，所以，溫度補(bǔ)償一直是擴(kuò)散硅壓力傳感器研究和生產(chǎn)的一個關(guān)鍵技術(shù)問題。 本文首先從半導(dǎo)體原理及電路原理

2、方面論述了擴(kuò)散硅壓力傳感器零點(diǎn)及靈敏度溫度漂移產(chǎn)生的原因，然后介紹了幾種常用的軟件補(bǔ)償方法并進(jìn)行了簡單比較。在此基礎(chǔ)之上，提出擴(kuò)散硅壓力傳感器溫度補(bǔ)償系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)方案。 系統(tǒng)以高性能微處理器ADuC824和C8051F310為設(shè)計(jì)核心，由數(shù)據(jù)采集電路、數(shù)據(jù)處理電路、電源電路、外圍接口電路等組成的節(jié)點(diǎn)模塊。ADuC824負(fù)責(zé)壓力與溫度信號的采集和AD轉(zhuǎn)換，C805lF3lO負(fù)責(zé)數(shù)據(jù)處理與外部通信。采用先查表后插值的辦法分兩步對擴(kuò)散硅

3、壓力傳感器的非線性和溫度漂移特性進(jìn)行補(bǔ)償。實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)表明，補(bǔ)償后擴(kuò)散硅壓力傳感器的非線性由補(bǔ)償前的0.1﹪FS降低到0.05﹪FS以內(nèi)。溫度零點(diǎn)漂移和溫度靈敏度漂移也有顯著降低，該補(bǔ)償系統(tǒng)的補(bǔ)償效果是十分明顯的。同時，擴(kuò)散硅壓力傳感器連接該節(jié)點(diǎn)模塊后，輸出信號由模擬信號轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號，采用RS485總線通信，提高了傳輸距離和抗干擾能力，可以直接與PC機(jī)與智能儀表相連接，并且具有多只傳感器組網(wǎng)功能。使傳統(tǒng)的壓力傳感器能夠在工業(yè)自動化中進(jìn)行多