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扩散硅通博最新娱乐官网的温度漂移理论分析

来源:通博最新娱乐官网 时间:2018-07-04
扩散硅通博最新娱乐官网因其动态响应快、测量精度高的显著优点被广泛应用,但是容易产生温度漂移,从而会影响其稳定性和精度特性。本文主要针对这一缺陷,设计一个智能化的温度漂移补偿模块进行分析。
扩散硅通博最新娱乐官网的温度漂移理论分析
在实际应用中,通博最新娱乐官网的可靠性和准确度都是它所面临的重大问题。大量的实践证明,通常测量精度、可靠性、稳定性和温度漂移等问题会使通博最新娱乐官网的使用有所局限,因而热漂移问题就成为指示通博最新娱乐官网性能好坏的关键性指标。因为在工业环境中,现场工作点的温度变化范围波动较大,而作为变送器检测元件的压阻式压力传感器,工作在变化的环境温度时,会出现温度漂移现象,即零点与灵敏度不稳定。这样就改变了检测系统的性能,导致测量值因工作点温度的变化产生系统误差,即对变送器的技术性能有影响。综合前人的研究分析,大体上把扩散硅通博最新娱乐官网的温度漂移分成这样两个类别。
(1)零点温度漂移:惠斯顿电桥的四个桥臂电阻,因为机械加工或其他原因导致他们的电阻温度系数不完全相同。无压力作用时,电桥的零点输出不为零,而且会随温度变化而变化
(2)灵敏度温度漂移:因为压阻系数是以温度为变量的函数,同时压力传感器的压阻系数与其灵敏度呈线性比例关系,所以当有压力作用且工作点温度变化情况下,电桥的满量程输出也会跟着温度的变化发生变化。就目前的工艺来讲,消除或者减小温度漂移最好的理论措施应该是通过冷却工作点温度或采取恒温措施,然而这只是一个理想的情况,绝大部分的工况中是无法实现的。所以,就要求在硬件电路或者程序App方面采用一定可行措施来实现温度补偿。所谓温度补偿,其中种就是使压力检测装置本身的一些环节,比如传感器的某些构件,受温度影响产生的相反变化相抵消,也可以是在系统中添加相应的电路或者一段可行程序、一个环节,通过程序或者电路来控制测量装置的输出结果,使其不再随环境温度的变化而变化,或者是把输出值控制在误差允许的范围里。然而在补偿通博最新娱乐官网的温度漂移之前,大家应该先明确为什么温度漂移会产生。
材料特性和加工工艺是造成扩散硅压力传感器零点输出失衡的两方面主要原因。对温度敏感这一特性是半导体材料本身就有的典型特性。如前一节所述,无外加压力作用且温度发生变化时电阻的阻值会产生变化。通博最新娱乐官网是基于硅材料的压阻效应原理制造的。生产时,通过离子注入或杂质扩散等这些集成电路的工艺做成电阻器,但是制造过程中,并不能保证力敏电阻条的设计尺寸同实际制造出的产品的尺寸保持完全一致,此外封装时引入的应力力敏电阻的布置方式,以及硅膜片的压阻效应也会对输出有影响。
以上这些材料以及制作工艺上的缺陷,会致使四个桥臂电阻的电阻条阻值和温度系数不一致,使得零点输出失衡。若变送器工作在某一个恒定的温度下时,零点输出是趋于恒定的,此时的零点温度漂移的去除是容易实现的。但是当温度又变化为新的数值,就会有对应的新的零点输出值。这样变送器就表现出,在无外加压力情况下,不同温度下电桥的零点输出不相同。若想从硬件方面减小或消除通博最新娱乐官网的零点温度漂移,就应该设法使各力敏电阻阻值及其温度系数保持高度的一致性。由目前传感器制作工艺看来,要实现力敏电阻的阻值与温度系数完全一致,是很困难的,这毕竟不是单通过工艺上的改进就可以做到的,硅材料的温度敏感这一材料特性才是最主要的原因。因此,要实现通博最新娱乐官网的零点温度漂移应该试着从其他方面进行改进,诸如微处理器App程序的方式,或是购买已经生产的成品温度补偿模块电路。产生灵敏度温度漂移的其他方面原因:扩散电阻与衬底间的热应力。制作在氧化层上的书散电阻因为有不同的热膨胀系数,如果温度发生变化的话将产生附加的热应力,会产生附加的压阻效应。
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