一種硅壓阻式壓力傳感器溫度漂移的補償方法與流程
本發(fā)明涉及應用到硅壓阻式壓力傳感器的信號調理的電路設計的相關技術領域，特別是一種壓力傳感器的溫度漂移的補償方法。
背景技術：
硅壓阻式壓力傳感器利用惠斯登電橋原理測量物體所受壓力值，一般是在圓形硅膜片上擴散出四個相等的電阻，將它們連成一個惠斯登電橋，如圖1所示。
由于硅材料的特性，硅壓阻式壓力傳感器在不同溫度下的壓力響應特性是不一致的。為了避免溫度對壓力傳感器的影響，提高了壓力傳感器的在不同溫度點下的線性特性，需要對壓力傳感器進行相應的溫度補償。
技術實現要素：
本發(fā)明目的在于克服以上現有技術之不足，提供一種硅壓阻式壓力傳感器溫度漂移的補償方法，具體有以下技術方案實現：
所述硅壓阻式壓力傳感器溫度漂移的補償方法，包括如下步驟：
1)在溫度區(qū)間[T1，T2]內，T1、T2均為溫度值，且T1<T2，選取若干個溫度點T，保持溫度T不變，采集不同壓力P下的壓力輸出值，通過線性擬合方法，計算出壓力輸出值的一階線性公式，再根據式一階線性公式通過對各溫度點的零點a和靈敏度b進行二階線性擬合，計算出各溫度點的二階擬合公式a(T)和b(T)，得到不同溫度點T對應的零點aT和靈敏度bT；
2)在溫度區(qū)間[T1，T2]內，設定已知選取的擬合溫度點T，通過判斷該溫度點T所在的擬合溫度區(qū)間[T3，T4]，T1、T2、T3、T4均為溫度值，且T1＜T3≤T≤T4＜T2，通過線性差值公式計算該溫度點T的壓力輸出值UT，其中U3、U4分別為溫度點T3、T4下的壓力輸出值；
3)根據式(2)計算出補償后的壓力輸出值U′T，式(2)中，a0是常溫下的傳感器的零位，b0是常溫下的傳感器的靈敏度
所述的硅壓阻式壓力傳感器溫度漂移的補償方法的進一步設計在于，所述步驟1)中的一階線性公式如式(1)，式(1)中aT、bT分別為在某一溫度T℃下的傳感器的零位與靈敏度，P為傳感器被測量壓力值；UT為傳感器壓力輸出值
UT＝aT+bT×P(1)。
所述的硅壓阻式壓力傳感器溫度漂移的補償方法的進一步設計在于，所述步驟1)中
a(T)＝a0+α(T-T0)*Y(FS)
b(T)＝b0+β(T-T0)*Y(FS) (3)
其中，α為零位溫度系數；β為靈敏度溫度系數，Y(FS)為滿量程輸出值。
本發(fā)明的優(yōu)點如下：
本發(fā)明提供了的硅壓阻式壓力傳感器溫度漂移的補償方法，可應用硅壓阻式壓力傳感器的信號調理電路設計，提高硅壓阻式壓力傳感器的輸出穩(wěn)定性。
附圖說明
圖1是本發(fā)明一種硅壓阻式壓力傳感器溫度漂移的補償方法的原理框圖。
圖2是硅壓阻式壓力傳感器的惠斯登電橋示意圖。
具體實施方式
下面結合附圖對本發(fā)明方案進行詳細說明。
本實施例的硅壓阻式壓力傳感器溫度漂移的補償方法，包括如下步驟：
1)在溫度區(qū)間[T1，T2]內，T1、T2均為溫度值，且T1＜T2，選取若干個溫度點T，保持溫度T不變，采集不同壓力P下的壓力輸出值，通過線性擬合方法，計算出壓力輸出值的一階線性公式，再根據式一階線性公式通過對各溫度點的零點a和靈敏度b進行二階線性擬合，計算出各溫度點的二階擬合公式a(T)和b(T)，根據所述二階擬合公式a(T)和b(T)得到不同溫度點T對應的零點aT和靈敏度bT；
2)在溫度區(qū)間[T1，T2]內，設定已知選取的擬合溫度點T，通過判斷該溫度點T所在的擬合溫度區(qū)間[T3，T4]，T1、T2、T3、T4均為溫度值，且T1＜T3≤T≤T4＜T2，通過線性差值公式計算該溫度點T的壓力輸出值UT，其中U3、U4分別為溫度點T3、T4下的壓力輸出值；
3)根據式(2)計算出補償后的壓力輸出值U′T，式(2)中，a0是常溫下的傳感器的零位，b0是常溫下的傳感器的靈敏度
步驟1)中的一階線性公式如式(1)，式(1)中aT、bT分別為在某一溫度T℃下的傳感器的零位與靈敏度，P為傳感器被測量壓力值；UT為傳感器壓力輸出值
UT＝aT+bT×P(1)。
由式1可得壓力傳感器在室溫下的輸出為：
U0＝a0+b0×P (4)
其中，
a(T)＝a0+α(T-T0)*Y(FS)
b(T)＝b0+β(T-T0)*Y(FS) (3)
其中，α為零位溫度系數；β為靈敏度溫度系數，Y(FS)為滿量程輸出值。
由式(1)、(2)、(3)、(4)進一步可得，經溫度補償后的壓力輸出值U′T為：
硅壓阻式壓力傳感器的響應隨著溫度變化而變化，如表1所示。該傳感器的量程為0～35kPa(表壓)，補償溫度為0～50℃，激勵電源為1mA。
表1硅壓力傳感器隨溫度變化的壓力輸出值
保持溫度T不變，對壓力P和輸出值UT進行擬合，得到一階線性擬合公式；對不同溫度下的零位a和靈敏度b進行擬合，得到二階線性擬合公式a(T)和b(T)。
當TA≤T≤TB時，T℃的壓力輸出值為：
由式(5)可推算出傳感器其他溫度點的壓力輸出值，將結果代入公式(4)可得補償后的壓力輸出值。
經本發(fā)明算法補償后各點的補償結果，如下表2所示：
表2算法溫度補償后各點的補償結果
經本發(fā)明算法補償后其余溫度點的補償結果，如下表3所示：
表3線性插值算法溫度補償后各點的補償結果
以上所述，僅為本發(fā)明較佳的具體實施方式，但本發(fā)明的保護范圍不局限于此，任何熟悉本技術領域的技術人員在本發(fā)明揭露的技術范圍內，根據本發(fā)明的技術方案及其本發(fā)明構思加以等同替換或改變，都涵蓋在本發(fā)明的保護范圍之內。
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