壓阻式傳感器的結(jié)構(gòu)原理及其在汽車測試中的應(yīng)用研究-資料下載頁
2025-03-24 23:26本頁面
【正文】 器的信號智調(diào)理設(shè)計(jì) 如圖3傳感器輸出電壓信號, Vo= VBΔR/R (R1 =R2, R3 =R4 , ΔR1 =ΔR2, ΔR3 =R4)在理想狀態(tài)下其信號輸出是一個(gè)線性變化值。但是單晶硅材料的傳感器屬于半導(dǎo)體傳感器其受溫度的影響比較大。這使得傳感器在環(huán)境溫度變化時(shí)輸出呈現(xiàn)變化,影響讀出精度。對圖3的電橋加入溫度對電橋的影響，得出下式: V0 = VB ΔR/( R+ΔRt) 理想狀態(tài)下若ΔRt =0, 則Vo= VBΔR/R, 但是在汽車應(yīng)用環(huán)境中溫度的影響很大,所以必需采用補(bǔ)償技術(shù)。圖4為一組實(shí)測得的未補(bǔ)償過的傳感器的寬溫度范圍溫度壓力曲線圖。顯而易見,在汽車常用的工作溫區(qū),溫度引入的讀出誤差達(dá)到了10%左右,這顯然是不允許的。傳統(tǒng)的補(bǔ)償方法是在橋臂上串并聯(lián)電阻法補(bǔ)償,為提升工作效率采用激光修調(diào)預(yù)先制作在陶瓷基板上的厚膜電阻網(wǎng)絡(luò)的辦法來實(shí)現(xiàn)。但是此法有很多的缺點(diǎn)和局限性,并且寬溫度區(qū)的補(bǔ)償后精度也僅為2%~3%,達(dá)不到汽車測壓的要求。通過采用數(shù)字化的信號處理將傳感器的微弱信號轉(zhuǎn)化為標(biāo)準(zhǔn)電壓信號,并且植入模型算法將輸出的標(biāo)準(zhǔn)信號補(bǔ)償?shù)揭欢ǖ木确秶鷥?nèi),是當(dāng)代最新的傳感器信號調(diào)理技術(shù)。 圖3 圖4 在溫度傳感器的輔助作用下通過信號轉(zhuǎn)換開關(guān)分時(shí)讀取壓力與溫度的數(shù)值,通過可編程增益放大器將微弱信號放大,再經(jīng)過ADC量化傳感器的信號進(jìn)入數(shù)字處理器計(jì)算當(dāng)前溫度和壓力下的補(bǔ)償后壓力輸出給數(shù)模轉(zhuǎn)換DAC輸出模擬信號。而溫度補(bǔ)償則可以通過通訊接口將參數(shù)寫入EEPROM 供數(shù)字處理器計(jì)算時(shí)調(diào)用。如此多的功能部件均可集成制作在一塊單一芯片上,使得ASIC電路很容易和MEMS技術(shù)制作的壓力敏感芯片封裝在一個(gè)小巧的殼體中。.在寬溫度范圍內(nèi)實(shí)測校準(zhǔn)后的傳感器有效抑制了溫度變化對其產(chǎn)生的影響。如圖7所示的多只標(biāo)準(zhǔn)信號輸出的傳感器寬溫度校準(zhǔn)數(shù)據(jù)曲線:不難看出,在寬溫度工作環(huán)境下采用此法校準(zhǔn)的傳感器的讀出溫度已達(dá)到寬溫度的高精度測量要求,且通過多通道的通訊接口進(jìn)行校準(zhǔn)的方法與批量制造技術(shù)兼容,實(shí)現(xiàn)制造車用傳感器的高性價(jià)比的要求。 3其它應(yīng)用 壓 力 低 中 高 范 圍 5kpa 100kpa 1~10Mpa 20Mpa 200Mpa 產(chǎn) 汽油揮發(fā) 進(jìn)氣壓力 空調(diào)懸掛 燃料壓力 共軌 品 參考文獻(xiàn)1 袁希光, 主編. 傳感器技術(shù)手冊. 北京: 國防工業(yè)出版社, 20082 何立明, 主編. 單片機(jī)應(yīng)用技術(shù)選編. 北京: 北京航空航天大學(xué)出版社, 20093 謝森, 莫宇斌. 擴(kuò)散硅壓力傳感器的綜合補(bǔ)償及其應(yīng)用. 測控技術(shù),2006, 15(2)4 張秀珍, 等. 擴(kuò)散硅絕對壓力傳感器的補(bǔ)償方法研究. 計(jì)量與測試技術(shù), 2010( 1)5 關(guān)玲, 吳方. 一種壓力傳感器零位溫漂的補(bǔ)償方法. 新技術(shù)新儀器, 2011, 20(3)6 袁希光主編,傳感器技術(shù)手冊【M】.北京:國防工業(yè)出版社,20007 潭祖根. 壓力測量儀表, 北京: 機(jī)械工業(yè)出版社, 20118 程大亨. 熱工過程檢測儀表, 北京中國電力出版社, 20129 高 嶺. 壓敏電阻技術(shù). 電子出版社,2008.10
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