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如何对工业级压力传感器进行误差补偿?
点击次数:86 发布时间:2021-04-25
  工业级压力传感器由压力敏感元件和检测线组成。它的压力敏感元件为膜盒结构,其传感器结构简单,价格低廉,但由于材料本身固有的弹性滞后性误差和弹性模量温度误差的影响,使得该结构的传感器存在一些缺点,如精度低、工作稳定性差、工作寿命短等。
  
  近几年来,随着固体物理学的不断发展,固体的各种效应逐渐被人们发现。当固体受力后,它的电阻(或电阻)就会发生变化,这种现象叫做压阻效应。将固态物的压阻效应用于压力测量,可克服传统膜盒结构压力传感器的诸多不足。固态单晶硅等半导体材料主要是指利用硅的压阻效应和集成电路技术制作的压阻传感器,具有灵敏度高,动态响应快,测量精度高,稳定性好,易于小型化和微型化,便于批量生产和使用等特点。因此,它是一种发展迅速、应用广泛的新型传感器,因此国内外一些传感器制造商已逐步淘汰膜盒结构的压力传感器,而采用压阻式压力传感器。但压阻传感器是由半导体材料制成的,由于半导体材料对温度比较敏感,因此使用半导体材料作为敏感元件的传感器具有较差的温度特性,且温度漂移很大,而其的加工工艺又使其非线性误差也较大。温度漂移和非线性误差较大,限制了压阻式传感器的广泛应用。由于其具有很好的重复性,因此可以通过对温度漂移误差和非线性误差的补偿来提高其使用范围。
 
  产品误差补偿说明:
  1、灵敏度误差:产生误差大小与压力成正比。如果设备的灵敏度高于典型值,灵敏度误差将是压力的递增函数。如果灵敏度低于典型值,那么灵敏度误差将是压力的递减函数。该误差的产生原因在于扩散过程的变化。
  2、偏移量误差:由于在整个压力范围内垂直偏移保持恒定,因此变换器扩散和激光调节修正的变化将产生偏移量误差。
  3、滞后误差:在大多数情形中,滞后误差可以忽略不计,因为硅片具有很高的机械刚度。一般只需在压力变化很大的情形中考虑滞后误差。
  4、线性误差:这是一个对初始误差影响较小的因素,该误差的产生原因在于硅片的物理非线性,但对于带放大器的传感器,还应包括放大器的非线性。线性误差曲线可以是凹形曲线,也可以是凸形曲线。
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