專利名稱：擴散硅壓力傳感器的歸一化補償方法
技術領域：
本發明屬于壓力自動化測試、控制系統領域，具體涉及一種擴散硅壓力傳感器的 歸一化補償方法。
背景技術：
擴散硅壓力傳感器屬于壓力、溫度、流量等智能測量領域的敏感行業，是壓力測量 中的基礎元器件。長期以來，壓力傳感器信號處理是制約壓力儀表生產的瓶頸，壓力傳感器 輸出的范圍十分寬大，從數毫伏到數百毫伏，造成后續儀表調理復雜、麻煩。大家都希望傳 感器作為一個標準器件使用，固化輸出，這樣可以簡化和標準化后續調理電路，大大提高生 產效率。
發明內容
本發明在原先對壓力傳感器進行滿量程溫度補償的電路中，又加入了滿量程大小 調節電路，并形成了成熟的補償計算方法。在不影響傳感器其他性能的基礎上，將所有傳感 器的輸出按照一個定值進行補償。該值可以根據客戶要求而隨意調節。本發明采用的具體方案是一種擴散硅壓力傳感器的歸一化補償方法，包括擴散硅傳感器橋型電路，其特征 是，先在橋型電路電流輸入端或電壓輸入端串接第一電阻Rl，然后設置第二電阻R2與第一 電阻Rl及橋型電路并聯。本發明的有益效果在于在原先對壓力傳感器進行滿量程溫度補償的電路中，又 加入了滿量程大小調節電路，并形成了成熟的計算方法。在不影響傳感器其他性能的基礎 上，將所有傳感器的輸出按照一個定值進行補償。該值可以根據客戶要求而隨意調節。經 實際測試，滿量程溫度特性調整效果和以前沒有變化，歸一化輸出精度可達士 FS。
圖1是擴散硅壓力傳感器原理圖；圖2是本發明恒流源擴散硅壓力傳感器原理圖；圖3是本發明恒壓源擴散硅壓力傳感器原理圖。
具體實施例方式如圖1所示，定義滿量程輸出Sc= Vlc-VOc Sh = Vlh-VOh傳感器內阻Rc= Ec/I Rh = Eh/I其中，S:滿量程輸出；R 傳感器輸入阻抗；V:傳感器輸出電壓；E 傳感器輸入電 壓；滿壓力；0 :零壓力；c 低溫；h 高溫；η :常溫。如圖2所示圖中Rl、R2構成了擴散硅壓力傳感器滿量程溫度調整電路和滿量程輸出調整電路，原始電路(僅可以調整滿量程溫度特性)只有R2，而沒有R1，在有Rl和R2條 件下，要求l、Sc = Sh ；2、Sc = Sh = IOOmV(該處IOOmV就是歸一化的指定值，也可以指定 其他值。)因為傳感器輸出和傳感器供電(恒流源供電)成正比，所以條件1可寫為 且 所以 整理得+ 常溫(η代表常溫)下，Sn = Vln-VOn，所以條件2可變換為下式
(常溫時定義歸一化輸出)將(a)式帶入得 和(b)式綜合得 再和(b)式綜合得 若用Rc和Sc替代Rn和Sn,則(1)式變為 若用Rh和Sh替代Rn和Sn,則(1)式變為 兩種結果相同，則簡化為:|_0033」 簡化⑴為全公式，⑵和(3)為簡化公式.故只要測試出高低溫下的傳感器各個參數，即可計算出Rl和R2的值，通過激光 調阻，將固化在厚膜電路上的電阻調整到目標值，即可對傳感器的滿度溫度特性和滿度輸 出進行補償，經實際測試，滿量程溫度特性調整效果和以前沒有變化，歸一化輸出精度可達 士 FS。
如圖3所示，因為傳感器輸出和傳感器供電(恒壓源供電)成正比，所以 注1、S'補償后傳感器滿量程輸出；S補償前傳感器滿量程輸出2、傳感器性能測試仍然用恒流源，補償后成為恒壓源供電傳感器根據條件1 Sc = Sh有: 可得
(1 )根據條件2 有S' = IOOmV，(Ε = 10VDC)，可得 令 所以S□ R2 = K □ R(R1+R2)+KR1 □ R2代入高低溫下標Sh □ R2 = K □ Rh (R1+R2) +KRl □ R2Sc □ R2 = K □ Rc (R1+R2) +KRl □ R2兩式相差 (1)式/(2)式得 代入(2)式得 故只要測試出高低溫下的傳感器各個參數，即可計算出Rl和R2的值，通過激光 調阻，將固化在厚膜電路上的電阻調整到目標值，即可對傳感器的滿度溫度特性和滿度輸 出進行補償，經實際測試，滿量程溫度特性調整效果和以前沒有變化，歸一化輸出精度可達 士 FS。
權利要求
一種擴散硅壓力傳感器的歸一化補償方法，包括擴散硅傳感器橋型電路，其特征是，先在橋型電路電流輸入端或電壓輸入端串接第一電阻R1，然后設置第二電阻R2與第一電阻R1及橋型電路并聯。
全文摘要
一種擴散硅壓力傳感器的歸一化補償方法，屬于壓力自動化測試、控制系統領域，包括擴散硅傳感器橋型電路，其特征是，先在橋型電路電流輸入端或電壓輸入端串接第一電阻R1，然后設置第二電阻R2與第一電阻R1及橋型電路并聯。本發明在原先對壓力傳感器進行滿量程溫度補償的電路中，又加入了滿量程大小調節電路，并形成了成熟的補償計算方法。在不影響傳感器其他性能的基礎上，將所有傳感器的輸出按照一個定值進行補償。該值可以根據客戶要求而隨意調節。
文檔編號G01L19/04GK101865748SQ20101021103
公開日2010年10月20日 申請日期2010年6月28日 優先權日2010年6月28日
發明者曹慶偉 申請人:山東佰測儀表有限公司