压阻式压力传感器
压阻式传感器

4.兵器上的应用
由于固有频率高,动态响应快,体积小等特点,压阻式压力传感器适合测量 枪炮膛内的压力。测量时,传感器安装在枪炮的身管上或装在药筒底部。另 外,压阻式传感器也用来测试武器发射时产生的冲击波。
此外,在石油工业中,硅压阻式压力传感器用来测量油井压力,以便分析油 层情况。压阻式加速度计作为随钻测向测位系统的敏感元件,用于石油勘探 和开发。在机械工业中,可用来测量冷冻机、空调机、空气压缩机、燃气涡 轮发动机等气流流速,监测机器的工作状态。在邮电系统中,用作地面和地 下密封电缆故障点的检测和确定,比机械式传感器精确和节省费用。在航运 上,测量水的流速,以及测量输水管道,天然气管道内的流速等。
利用这种效应制成的电阻称为固态压敏电阻,也叫力 敏电阻。用压敏电阻制成的器件有两类:一种是利用半导 体材料制成黏贴式的应变片;另一种是在半导体的基片上 用集成电路的工艺制成扩散型压敏电阻,用它作传感器元 件制成的传感器,称为固态压阻式传感器,也叫扩散型压 阻式传感器。
2. 体型半导体电阻应变片
这种半导体应变片是将单晶硅锭切片、研磨、腐蚀压焊引线, 最后粘贴在锌酚醛树脂或聚酰亚胺的衬底上制成的。体型半导体 应变片可分为6种。
3. 扩散型压阻式压力传感器
在弹性变形限度内,硅的压阻效应是可逆的,即在应力作用下硅 的电阻发生变化,而当应力除去时,硅的电阻又恢复到原来的数值。 硅的压阻效应因晶体的取向不同而不同,即对不同的晶轴方向其压阻 系数不同。虽然半导体压敏电阻的灵敏系数比金属高很多,但是有时 还是不够。因此为了进一步增大灵敏度,压敏电阻常常扩散(安装) 薄的硅膜上,让硅膜起一个放大作用。
电桥输出电压与ΔR成正比,环境温度的变化对其没有影响。
2.3 半导体应变片的优缺点
半导体应变片最突出的优点是灵敏度高,这为它的应用提供 了有利条件。另外,由于机械滞后小、横向效应小以及它本身体 积小等特点,扩大了半导体应变片的使用范围。
压力传感器知识点总结

压力传感器知识点总结一、压力传感器的概念及分类压力传感器是一种能够将物体外部施加的压力转变成电信号输出的装置。
它可以将压力大小转化为电信号输出,通常用于测量液体、气体或固体的压力。
根据测量原理和测量对象的不同,压力传感器可以分为多种类型,常见的有压阻式压力传感器、压力变送器、电容式压力传感器和压电式压力传感器等。
1. 压阻式压力传感器压阻式压力传感器是利用压阻效应来测量被测压力的装置。
当被测压力作用在敏感元件上时,敏感元件发生形变,从而改变了电阻值。
通过检测电阻值的变化,就可以得到被测压力的大小。
压阻式压力传感器的优点是价格低廉,输出信号稳定,但灵敏度较低,精度一般较低。
2. 压力变送器压力变送器也是一种常见的压力传感器,它一般由感压元件和信号处理电路组成。
感压元件将被测压力转化为位移,再由信号处理电路将位移信号转化为电信号输出。
压力变送器具有输出信号稳定、精度高、灵敏度高等优点,广泛应用于工业自动化领域。
3. 电容式压力传感器电容式压力传感器是利用被测压力作用下的电容值变化来测量压力大小的装置。
当被测压力作用在感应体上时,感应体发生形变,从而改变了电容值。
通过检测电容值的变化,就可以得到被测压力的大小。
电容式压力传感器具有灵敏度高、精度高的特点,但价格较高。
4. 压电式压力传感器压电式压力传感器是利用压电效应来测量被测压力的装置。
当被测压力作用在压电晶体上时,压电晶体产生电荷,从而产生电压信号输出。
压电式压力传感器具有输出稳定、精度高、频率响应快的优点,但价格较高。
二、压力传感器的工作原理1. 压阻式压力传感器的工作原理压阻式压力传感器是利用压阻效应来测量被测压力的装置。
当被测压力作用在敏感元件上时,敏感元件发生形变,从而改变了电阻值。
通过检测电阻值的变化,就可以得到被测压力的大小。
2. 压力变送器的工作原理压力变送器一般由感压元件和信号处理电路组成。
感压元件将被测压力转化为位移,再由信号处理电路将位移信号转化为电信号输出。
压阻式压力传感器

掩膜版
步骤四:标准淡硼预扩散或离子注入,在经过标准再分布或退火 形成方块电阻率在80-250W可控的压阻,结深1-3微米。
• 恒定表面源扩散:在整个扩散过程中,硅片表面的杂质浓度 始终不变。
• 有限表面源扩散:扩散之前在硅片表面先淀积一层杂质,在 整个扩散过程中以这层杂质作为扩散的杂质源,不再有新源 补充。
1 硅片的清洗处理
2涂胶:涂胶的目的是在硅片表面形成厚度均匀、附着性强、并且没有缺陷的光刻胶薄膜。
3 前烘:经过甩胶之后的光刻胶虽然液态的光刻胶已经成为固态的薄膜,但含有10%~ 30%的溶剂,容易沾染灰尘。通过在较高温度下进行烘焙,使溶剂从光刻胶中挥发出来。 4 对准与曝光:曝光的光源为紫外光的汞灯,形成平行光束垂直照射到硅片上。受到光照 的光刻胶发生光化学反应,其内部分子结构发生变化。 5 显影:把曝光后的基片放在显影液里,将应除去的光刻胶膜溶除干净,以获得所需要 光刻胶的图形。
2)湿氧氧化:氧气通过盛有950C高纯去离子水的石英瓶后携带水汽到硅片 表面发生氧化反应: Si+O2SiO2 Si+2H2OSiO2+2H2 优点:生长速率较快;缺点:与光刻胶粘附性不好。
(3)氢氧合成氧化:在常压下分别是将纯H2 和纯氧直接通入石英管内,使之在一定温度燃 烧生成水,水在高温下氧化后与硅反应生成 SiO2,生长速度比湿氧快,膜质量好、纯度高。
• 两步扩散:实际生产中的扩散温度一般为900~1200℃,在
这样的温度范围内,常用杂质,如硼、砷等在硅中的固溶度
随温度变化不大,因而采用恒定表面源扩散很难得到低表面
浓度的杂质分布形式。实际生产中将扩散过程分为两步完成。
其中第一步称为预扩散或者预淀积,第二步称为主扩散或再
压阻式压力传感器工作原理

压阻式压力传感器工作原理
压阻式压力传感器工作原理是基于电阻的变化原理。
传感器内部含有一个薄膜,该薄膜上涂有导电层,形成一个电阻。
当传感器受到外部压力作用时,薄膜会发生微小的弯曲,导致导电层上电阻的改变。
具体来说,当外部压力增加时,薄膜的弯曲程度会增大,导致电阻的值随之增加。
而当外部压力减小时,薄膜会恢复原状,导致电阻的值随之减小。
这种电阻和压力之间的关系可以通过压力传感器的电路进行测量和转换。
一般情况下,压阻式压力传感器会和一个电桥电路结合使用。
电桥电路由四个电阻组成,其中一个电阻为压阻传感器的电阻,另外三个为已知电阻。
当系统施加一个恒定的电压到电桥上时,电桥会输出一个电压信号,该信号的大小与压阻传感器的电阻值相关。
通过测量和分析电桥的输出信号,就可以得到与外部压力关联的电阻值。
进一步,可以经过校准和转换,将电阻值转换为实际的压力数值。
总的来说,压阻式压力传感器通过测量导电层电阻的变化,实现对外部压力的检测和测量。
这种传感器具有结构简单、成本低廉、响应速度快等优点,广泛应用于各种工业领域和仪器设备中。
压力传感器工作原理

压力传感器工作原理压力传感器是一种能够将压力信号转换为电信号输出的传感器,它在工业控制、汽车制造、医疗设备等领域都有着广泛的应用。
压力传感器的工作原理是通过感受外部压力的作用,产生相应的变化,并将这种变化转化为电信号输出。
下面将详细介绍压力传感器的工作原理。
1. 压力传感器的类型压力传感器根据其工作原理和测量范围的不同,可以分为多种类型,包括压阻式压力传感器、压电式压力传感器、电容式压力传感器、共振式压力传感器等。
每种类型的压力传感器都有其特定的工作原理,但其基本原理都是通过感受外部压力的作用,产生相应的变化,并将这种变化转化为电信号输出。
2. 压阻式压力传感器的工作原理压阻式压力传感器是一种通过测量电阻值变化来感知压力的传感器。
其工作原理是利用一些特殊材料的电阻随着受力的不同而发生变化。
当外部压力作用在传感器上时,传感器内部的电阻值会发生相应的变化,这种变化会被转化为电信号输出。
通常压阻式压力传感器的灵敏度较高,能够测量较小范围内的压力变化。
3. 压电式压力传感器的工作原理压电式压力传感器是一种利用压电效应来感知压力的传感器。
其工作原理是利用压电材料在受到外部压力作用时会产生电荷的变化。
当外部压力作用在传感器上时,压电材料会产生相应的电荷变化,这种变化会被转化为电信号输出。
压电式压力传感器具有较高的频率响应特性,能够测量动态压力变化。
4. 电容式压力传感器的工作原理电容式压力传感器是一种利用电容变化来感知压力的传感器。
其工作原理是利用外部压力作用在传感器上时,导致传感器内部电容值发生变化。
这种电容值的变化会被转化为电信号输出。
电容式压力传感器具有较高的精度和稳定性,能够测量较大范围内的压力变化。
5. 共振式压力传感器的工作原理共振式压力传感器是一种利用共振频率的变化来感知压力的传感器。
其工作原理是利用外部压力作用在传感器上时,导致传感器内部的共振频率发生变化。
这种共振频率的变化会被转化为电信号输出。
压阻式压力传感器

压阻式压力传感器1. 引言压阻式压力传感器是一种用于测量压力的传感器。
该传感器的工作原理是通过应变电阻的变化来检测受力物体的压力。
它广泛应用于工业控制、汽车制造等许多领域。
本文将介绍压阻式压力传感器的工作原理、特点以及应用。
2. 工作原理压阻式压力传感器的工作原理基于应变电阻效应。
当传感器受到压力作用时,传感器内的金属薄片或薄膜会发生形变,导致金属材料的电阻值发生变化。
通过测量电阻值的变化,我们可以得知受力物体的压力大小。
通常,压阻式压力传感器由两个电极之间夹着一层薄膜或薄片构成。
当压力作用在传感器上时,薄膜或薄片会发生拉伸或压缩,从而改变电流的通道,使电阻值发生变化。
这种变化可以被测量电路检测到并转换为相应的电压或电流信号。
3. 特点压阻式压力传感器具有以下特点:•灵敏度高:由于应变电阻效应是线性的,压阻式压力传感器在测量范围内具有较高的灵敏度。
•稳定性好:传感器内部的金属材料通常经过特殊处理,以增加其稳定性和可靠性。
•宽测量范围:压阻式压力传感器可以适应广泛的测量范围,从几千帕到几百兆帕不等。
•耐用性强:传感器通常采用金属或陶瓷材料制成,具有较好的耐用性。
4. 应用压阻式压力传感器在许多领域有广泛的应用,包括但不限于以下几个方面:4.1 工业控制压阻式压力传感器可用于测量流体压力,如液体或气体。
在工业控制中,压力传感器常被用于监测管道或容器中的压力变化,以确保系统正常运行。
4.2 汽车制造压阻式压力传感器在汽车制造中起着重要作用。
它们可用于测量发动机燃油压力、轮胎气压等数据,以确保汽车的安全性和性能。
4.3 医疗设备压阻式压力传感器在医疗设备中也有应用。
例如,它们可用于测量患者的血压、呼吸气道压力等数据,以协助医生进行诊断和治疗。
4.4 环境监测压阻式压力传感器可用于环境监测,如大气压力、海洋水深等数据的测量。
这些数据对于气象研究、海洋科学等领域非常重要。
5. 总结压阻式压力传感器是一种用于测量压力的重要传感器。
压力传感器的原理

压力传感器的原理压力传感器是一种能够将压力信号转换为电信号输出的传感器,广泛应用于工业自动化控制、汽车电子、医疗设备等领域。
它的原理是利用一定的物理效应,将受力的变化转换为电信号输出,从而实现对压力的测量和控制。
压力传感器的原理主要包括以下几个方面:1. 压阻式原理。
压阻式压力传感器是利用压阻效应来实现对压力的测量。
当外力作用于传感器的敏感元件上时,敏感元件会发生形变,从而改变其电阻值。
通过测量电阻值的变化,就可以得到压力的大小。
这种原理的传感器简单、成本低,但精度较低,易受温度影响。
2. 容性原理。
容性压力传感器利用压力作用于传感器时,会改变传感器内部电容值的特性。
通过测量电容值的变化,就可以得到压力的大小。
这种原理的传感器具有较高的灵敏度和稳定性,但制造工艺复杂,成本较高。
3. 压电原理。
压电压力传感器是利用压电效应来实现对压力的测量。
当外力作用于传感器的压电晶体上时,会产生电荷的分布变化,从而产生电压信号输出。
通过测量电压信号的变化,就可以得到压力的大小。
这种原理的传感器具有高灵敏度、高稳定性和高精度,但制造工艺复杂,成本较高。
4. 光纤原理。
光纤压力传感器是利用光纤的光学原理来实现对压力的测量。
当外力作用于传感器上时,会改变光纤的折射率,从而改变光信号的传输特性。
通过测量光信号的变化,就可以得到压力的大小。
这种原理的传感器具有抗干扰性强、可靠性高的优点,但制造工艺复杂,成本较高。
总结:压力传感器的原理多种多样,每种原理都有其适用的场景和特点。
在实际应用中,需要根据具体的测量要求和环境条件选择合适的压力传感器。
随着科技的不断发展,压力传感器的原理和性能也在不断提升,为各行各业的应用提供了更加可靠和精准的压力测量解决方案。
总结压阻式压力传感器的一般检测方法

总结压阻式压力传感器的一般检测方法压阻式压力传感器是一种常用的测量压力的传感器,其原理是基于材料的压阻效应。
为了确保传感器的准确性和稳定性,需要进行一般的检测方法。
以下是总结的一般检测方法:1. 外观检查:首先,对压力传感器进行外观检查,包括检查传感器外壳是否完整、有无损坏,是否有明显的划痕或变形等。
确保传感器外观正常可靠。
2. 线路连接检查:检查传感器的电气连接,包括检查传感器与接收器之间的线路连接是否正确牢固,检查所有电连接器是否无松动或断裂。
确保传感器与电路之间的连接良好。
3. 零点检测:通过此检测方法,测量压力传感器在无压力状态下的输出信号。
将传感器暴露在零压条件下,记录输出信号。
正常情况下,压力传感器在无力作用时应输出稳定的零信号。
4. 线性度检测:线性度是指压力传感器输出与输入压力之间的直线关系。
可通过在一定范围内施加等间隔的压力,记录传感器的输出信号。
然后,根据斜率和截距计算其线性关系。
理想情况下,传感器应该有良好的线性关系。
5. 灵敏度检测:灵敏度是指压力传感器输出信号与输入压力变化之间的关系。
可以通过在不同压力范围内改变输入压力,并记录传感器的输出信号,计算出输出信号相对于输入信号的变化量。
传感器的灵敏度应保持稳定并与规格相符。
6. 温度特性检测:压力传感器的温度特性直接影响其测量的准确性。
进行温度特性检测时,将传感器暴露在不同的温度环境下,并记录传感器的输出信号。
比较传感器在不同温度下的输出,确保传感器对温度的响应在规格范围内。
总之,以上是总结的压阻式压力传感器的一般检测方法,通过这些方法可以确保传感器的质量和性能符合要求,提供可靠准确的压力测量结果。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性,平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益,请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间:9:00-18:30)。
压阻式压力传感器
利用单晶硅材料的压阻效应和集成电路技术制成的传感器。
单晶硅材料在受到力的作用后,电阻率发生变化,通过测量电路就可得到正比于力变化的电信号输出。
压阻式传感器用于压力、拉力、压力差和可以转变为力的变化的其他物理量(如液位、加速度、重量、应变、流量、真空度)的测量和控制(见加速度计)。
压阻效应当力作用于硅晶体时,晶体的晶格产生变形,使载流子从一个能谷向另一个能谷散射,引起载流子的迁移率发生变化,扰动了载流子纵向和横向的平均量,从而使硅的电阻率发生变化。
这种变化随晶体的取向不同而异,因此硅的压阻效应与晶体的取向有关。
硅的压阻效应不同于金属应变计(见电阻应变计),前者电阻随压力的变化主要取决于电阻率的变化,后者电阻的变化则主要取决于几何尺寸的变化(应变),而且前者的灵敏度比后者大50~100倍。
压阻式压力传感器的结构这种传感器采用集成工艺将电阻条集成在单晶硅膜片上,制成硅压阻芯片,并将此芯片的周边固定封装于外壳之内,引出电极引线。
压阻式压力传感器又称为固态压力传感器,它不同于粘贴式应变计需通过弹性敏感元件间接感受外力,而是直接通过硅膜片感受被测压力的。
硅膜片的一面是与被测压力连通的高压腔,另一面是与大气连通的低压腔。
硅膜片一般设计成周边固支的圆形,直径与厚度比约为20~60。
在圆形硅膜片(N型)定域扩散4条P杂质电阻条,并接成全桥,其中两条位于压应力区,另两条处于拉应力区,相对于膜片中心对称。
硅柱形敏感元件也是在硅柱面某一晶面的一定方向上扩散制作电阻条,两条受拉应力的电阻条与另两条受压应力的电阻条构成全桥。
发展状况1954年C.S.史密斯详细研究了硅的压阻效应,从此开始用硅制造压力传感器。
早期的硅压力传感器是半导体应变计式的。
后来在N型硅片上定域扩散P型杂质形成电阻条,并接成电桥,制成芯片。
此芯片仍需粘贴在弹性元件上才能敏感压力的变化。
采用这种芯片作为敏感元件的传感器称为扩散型压力传感器。
这两种传感器都同样采用粘片结构,因而存在滞后和蠕变大、固有频率低、不适于动态测量以及难于小型化和集成化、精度不高等缺点。
70年代以来制成了周边固定支撑的电阻和硅膜片的一体化硅杯式扩散型压力传感器。
它不仅克服了粘片结构的固有缺陷,而且能将电阻条、补偿电路和信号调整电路集成在一块硅片上,甚至将微型处理器与传感器集成在一起,制成智能传感器(见单片微型计算机)。
这种新型传感器的优点是:①频率响应高(例如有的产品固有频率达1.5兆赫以上),适于动态测量;②体积小(例如有的产品外径可达0.25毫米),适于微型化;③精度高,可
达0.1~0.01%;④灵敏高,比金属应变计高出很多倍,有些应用场合可不加放大器;⑤无活动部件,可靠性高,能工作于振动、冲击、腐蚀、强干扰等恶劣环境。
其缺点是温度影响较大(有时需进行温度补偿)、工艺较复杂和造价高等。
应用:压阻式传感器广泛地应用于航天、航空、航海、石油化工、动力机械、生物医学工程、气象、地质、地震测量等各个领域。
在航天和航空工业中压力是一个关键参数,对静态和动态压力,局部压力和整个压力场的测量都要求很高的精度。
压阻式传感器是用于这方面的较理想的传感器。
例如,用于测量直升飞机机翼的气流压力分布,测试发动机进气口的动态畸变、叶栅的脉动压力和机翼的抖动等。
在飞机喷气发动机中心压力的测量中,使用专门设计的硅压力传感器,其工作温度达500℃以上。
在波音客机的大气数据测量系统中采用了精度高达0.05%的配套硅压力传感器。
在尺寸缩小的风洞模型试验中,压阻式传感器能密集安装在风洞进口处和发动机进气管道模型中。
单个传感器直径仅2.36毫米,固有频率高达300千赫,非线性和滞后均为全量程的±0.22%。
在生物医学方面,压阻式传感器也是理想的检测工具。
已制成扩散硅膜薄到10微米,外径仅0.5毫米的注射针型压阻式压力传感器和能测量心血管、颅内、尿道、子宫和眼球内压力的传感器。
图3是一种用于测量脑压的传感器的结构图。
压阻式传感器还有效地应用于爆炸压力和冲击波的测量、真空测量、监测和控制汽车发动机的性能以及诸如测量枪炮膛内压力、发射冲击波等兵器方面的测量。
此外,在油井压力测量、随钻测向和测位地下密封电缆故障点的检测以及流量和液位测量等方面都广泛应用压阻式传感器。
随着微电子技术和计算机的进一步发展,压阻式传感器的应用还将迅速发展。
压阻式压力传感器优点:
1. 频率响应高,f0可达1.5M;
2. 体积小、耗电少;
3. 灵敏度高、精度好,可测量到0.1%的精确度;
4. 无运动部件(敏感元件与转换元件一体)。
压阻式压力传感器缺点:
1. 温度特性差;
2. 工艺复杂。
一种压阻式压力传感器温度补偿设计
上传者:张殊凡浏览次数:856
摘要:介绍了一种温度补偿方法的基本原理,其解决了微型压阻式压力传感器温补问题;详细阐述了一种实用的整体补偿电路,并从理论上导出了分析计算公式,最后给出传感器整体的零位和灵敏度温度系数在补偿前后的对比情况。
关键词:压阻式传感器;温度测量;整体温度补偿
一、前言
随着集成电路和半导体技术的发展,出现了以半导体材料的压阻效应为原理制成的半导体力敏传感器,而其中的硅压阻式压力传感器因具有体积小、性能高、廉价等优点得到了广泛应用。
但利用扩散技术形成的电桥阻值易随温度改变,并且压阻元件的压阻系数具有较大的负温度系数,这些易引起电阻值与电阻温度系数的离散,导致压力传感器的热灵敏度漂移和零点漂移[1]。
为此,作者采用设计了一种适用于压阻式压力传感器的整体温度补偿电路,它具有补偿精度高、稳定性能好、调节方便等优点,可达到较为满意的应用结果。
二、误差来源
由于半导体材料对温度十分敏感,压阻式压力传感器的四个检测电阻多接为惠斯登电桥型,其有恒流和恒压两种工作方式。
假设半导体应变片电阻Rt的温度系数为α,灵敏度K的温度系数为β,加在传感器上的电压为Vin,则电阻值、灵敏度随温度改变的表达式分别为:
RT=R0(1+αT) (1);KT=K0(1+βT)
(2)
则传感器输出为[2]:Vout =(△R/R0)Vin = K0(1+βT)eVin (3)
式中,R0—基准温度时传感器的电阻值(初始值); △R—压力引起的电阻变化;
K0—基准温度时灵敏度; e—应变系数。
由此式知,压力随温度的改变量和β的随温度的变化相同,具有较大负温度系数,温度系数为-0.002/℃~ -0.003/℃。
图1给出了不同掺杂浓度下P型硅片的灵敏度系数随温度变化的曲线[3]。
图中,从a 到e 各条曲线对应的掺杂浓度递增。
由图可知,P型应变电阻, 无论是轻掺杂还是重掺杂,其灵敏度系数均随温度的提高而逐渐减小。
由于各应变片阻值不可能匹配,且应变片的电阻温度系数在0.3%/℃左右,会造成零点漂移电压。
三、温度补偿原理与电路设计
1、零位温漂补偿
压阻式压力传感器的四个检测电阻多接为惠斯登电桥形式,其原理如图2(a)所示。
由惠斯登电桥原理可知,零位输出电压为:
Vout=
(4)
则常温下应使R2R4-R1R3=0[3],得零位输出为0。
当外界温度为T时,电桥零位输出变为:
Vout´=
(5)
若R2TR4T-R1TR3T>0,则温漂为正;若R2TR4T-R1TR3T<0,则温漂为负。
故调节零位漂移的关键是改变R2TR4T或 R1TR3T的大小。
采用的方法是在R1上串联电阻Rm或者在R3上并联电阻Rn,分别如图2(b) 、2(c)所示,则调节Rm、Rn阻值大小,可达到调节零位输出的目的。
Rm和Rn的阻值可由下面的公式求得。
(1)求串联电阻Rm值
由电桥原理,则图2(b)中的输出电压为:Vout´=U
(6)
因R1´= R1+Rm并令Vout´=0,代入(1)式,计算可得:Rm=R4。
(2)求并联电阻Rn值理在图2(c)中,
Vout´= U
(7) 因R3´=
,且Vout´=0,根据(6)式可得:
Rn=。
2、灵敏度温度补偿
用整体电路温补的方法来对灵敏度温漂进行补偿,设计电路如图3所示。
图中,A1和A2构成差动放大器,将传感器的输出电信号转变为差动电压,然后由A4作为差动输入单端输出放大器,将电压差信号变为对地输出的电信号。
因传感器的输出电压灵敏度漂移具有负温度系数,则用晶体管基极-发射极间电压Vbe的负温度特性来抵消它。
同时,在A4上的负反馈电阻上并联正温度系数的热敏电阻RT,以达到用增益的正温度特性更好的弥补电桥部分灵敏度负温度特性的目的。
3、整体性能设计
由于在零位补偿中,实际传感器的零位输出Vout一般不为0V,不符合R2R4=R1R3的假
设,故需在图3的处理电路的A4正相输入端接入一个补零位电阻,才可以将零位和温漂一起补回来。
调节VP3改变其阻值大小,使输出电压值经跟随器A4输入到A5的反向端,可以消除零点漂移的影响。
因流经VP3的电流不恒定,所以转换的电压也很多情况下不恒定,因此必须接入集成运放器A3,以增强传感器性能的稳定性。