如何對工業(yè)級壓力傳感器進行誤差補償？
點擊次數(shù)：929 更新時間：2021-04-25
工業(yè)級壓力傳感器由壓力敏感元件和檢測線組成。它的壓力敏感元件為膜盒結(jié)構(gòu)，其傳感器結(jié)構(gòu)簡單，價格低廉，但由于材料本身固有的彈性滯后性誤差和彈性模量溫度誤差的影響，使得該結(jié)構(gòu)的傳感器存在一些缺點，如精度低、工作穩(wěn)定性差、工作壽命短等。
近幾年來，隨著固體物理學(xué)的不斷發(fā)展，固體的各種效應(yīng)逐漸被人們發(fā)現(xiàn)。當(dāng)固體受力后，它的電阻(或電阻)就會發(fā)生變化，這種現(xiàn)象叫做壓阻效應(yīng)。將固態(tài)物的壓阻效應(yīng)用于壓力測量，可克服傳統(tǒng)膜盒結(jié)構(gòu)壓力傳感器的諸多不足。固態(tài)單晶硅等半導(dǎo)體材料主要是指利用硅的壓阻效應(yīng)和集成電路技術(shù)制作的壓阻傳感器，具有靈敏度高，動態(tài)響應(yīng)快，測量精度高，穩(wěn)定性好，易于小型化和微型化，便于批量生產(chǎn)和使用等特點。因此，它是一種發(fā)展迅速、應(yīng)用廣泛的新型傳感器，因此國內(nèi)外一些傳感器制造商已逐步淘汰膜盒結(jié)構(gòu)的壓力傳感器，而采用壓阻式壓力傳感器。但壓阻傳感器是由半導(dǎo)體材料制成的，由于半導(dǎo)體材料對溫度比較敏感，因此使用半導(dǎo)體材料作為敏感元件的傳感器具有較差的溫度特性，且溫度漂移很大，而其的加工工藝又使其非線性誤差也較大。溫度漂移和非線性誤差較大，限制了壓阻式傳感器的廣泛應(yīng)用。由于其具有很好的重復(fù)性，因此可以通過對溫度漂移誤差和非線性誤差的補償來提高其使用范圍。
產(chǎn)品誤差補償說明：
1、靈敏度誤差：產(chǎn)生誤差大小與壓力成正比。如果設(shè)備的靈敏度高于典型值，靈敏度誤差將是壓力的遞增函數(shù)。如果靈敏度低于典型值，那么靈敏度誤差將是壓力的遞減函數(shù)。該誤差的產(chǎn)生原因在于擴散過程的變化。
2、偏移量誤差：由于在整個壓力范圍內(nèi)垂直偏移保持恒定，因此變換器擴散和激光調(diào)節(jié)修正的變化將產(chǎn)生偏移量誤差。
3、滯后誤差：在大多數(shù)情形中，滯后誤差可以忽略不計，因為硅片具有很高的機械剛度。一般只需在壓力變化很大的情形中考慮滯后誤差。
4、線性誤差：這是一個對初始誤差影響較小的因素，該誤差的產(chǎn)生原因在于硅片的物理非線性，但對于帶放大器的傳感器，還應(yīng)包括放大器的非線性。線性誤差曲線可以是凹形曲線，也可以是凸形曲線。
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