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压力传感器的工作原理及温度误差补偿方法

时间:2021-11-23 点击次数:

压力传感器的工作原理及温度误差补偿方法分析:

由于社会的飞速发展,我们的压阻式传感器也在迅速发展,所以您对压阻式传感器的详细解析有什么了解吗?下面就让小编带你详细的了解一下相关知识。

压阻传感器原理。

压阻传感器是利用单晶硅材料的压阻效应,结合集成电路技术制作的传感器。单晶体硅受力后,其电阻率变化,通过测量电路可获得与作用力变化成比例的电信号输出。压阻传感器用于测量和控制压力、张力、压差和其它物理量(如液位、加速度、重量、应变、流量和真空)。

压阻传感器是以半导体材料的压阻效应为基础,通过扩散电阻在半导体材料基片上而形成的。可直接使用基板作为传感元件,在基片上以桥接方式连接扩散电阻。在外力作用下,基板的电阻值将发生变化,电桥将产生相应的不平衡输出。作为压阻传感器的基材(或隔膜)材料主要为硅片和锗片。用硅晶片作为敏感材料的硅压阻式传感器越来越受到人们的重视,特别是在压力测试中。固体压阻传感器在速度和速度方面最常用。

压力传感器一般应用在哪些地方?

压力传感器在航天、航空、航海、石化、电力、生物医学工程、气象、地质、地震测量等领域有广泛的应用。在航天航空工业中,压力是一个重要的参数,对静态、动、分压及整体压力都有较高的测量精度。压阻传感器是一种理想的传感器。比如,测量了直升机机翼的风压分布,测定了其进气的动力畸变、叶栅脉动压力、机翼抖动等。采用特殊设计的硅压敏传感器,对飞机喷气发动机中心压强进行了500℃以上的测试。为实现这一目标,波音客机空气数据检测系统采用了硅压力传感器,精度达到0.05%。本文提出了一种新型的压阻式风洞模型试验方法,该方法是将压阻传感器密集安装在风洞模型上。

每个传感器的直径只有2.36mm,固有频率达到了300kHz,并且具有完全范围内的非线性、滞后±0.22%。压阻传感器是生物医学中最理想的检测工具。本公司制作了一种细至10微米、外径仅0.5毫米的扩散硅薄膜的注射针压阻式压力传感器,可以测量心血管、颅内、尿道、子宫和眼球中的压力。图示3是一个用于测量脑内压力的传感器。压阻传感器也可有效地应用于测量爆炸压力和冲击波、真空测量、汽车发动机性能的监控、以及测量炮管压力、发射冲击波等武器。另外,压阻传感器被广泛地应用于井下的压力测量,随钻和地下密封电缆的故障点定位,以及流量和液位的测量。微电子学和计算机的进一步发展,使压阻传感器的应用有了很大的发展。

为什么压阻传感器产生温度误差?

压阻传感器有两种类型:一种是利用半导体材料的电阻来制造半导体应变传感器,另一种是用集成电路技术在半导体材料基板上制造扩散电阻,组成传感元件。

压阻传感器受温度影响较大,会产生零漂移和灵敏度漂移,造成温度误差。压阻传感器中,扩散电阻的温度系数很大,其阻值随温度变化而发生零漂移。

压阻系数随温度变化而引起传感器灵敏度的温度漂移。随着温度升高,压阻系数减小,传感器灵敏度下降。相反,提高灵敏度。零温度漂移通常可以用串并联电阻进行补偿。利用串联二极管的方法对电桥的电流进行灵敏度补偿。另外,该压阻传感器可将四个扩散电阻连接到一个全桥上。为了降低温度的影响,可以使用恒流源电源。

可见,电桥的输出与电阻的变化成正比,即与测量值和电源电流成正比。由于恒流源输出电压与恒流源电流的大小和精度有关,但与温度无关,因此恒流源有许多良好的温度补偿。

上述是对压阻式传感器相关知识的详细解析,需要大家在实际工作中不断积累经验,这样才能设计出更好的产品,使我们的社会更加美好。

如果您有测力传感器的需求请直接联系我们,力准传感欢迎您的莅临与合作。


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