压阻式高温压力传感器温度补偿与信号调理设计与测试

设计制作了一种集成信号调理电路的高温压阻式压力传感器,包含倒装式的压敏敏片、无源电阻温度补偿电路和信号调理电路组成;压敏芯片的制作采用SOI材料和MEMS标准工艺,温度补偿和信号调理电路采用高温电子元件;试验表明,无源电阻温度补偿具有显著的效果;此外,采用了高温信号调理电路来提高传感器的输出灵敏度,通过温度补偿来降低输出灵敏度;与传统的经验算法相比,所提出的无源电阻温度补偿技术具有更小的温度漂移,在220℃条件下传感器输出灵敏度为4.93 mV/100 kPa,传感器灵敏度为总体测量精度为±2%FS;此外,由于柔性传感器的输出电压可调,因此不需要使用一般的电压转换器随动压力变送器,这大大降低了测试系统的成本,有望在恶劣环境下的压力测量中得到高度应用。     

高温压力传感器的温度补偿

介绍了高温压力传感器热零点漂移产生的原因以及一种抑制漂移的补偿办法 ,即利用相关材料的线膨胀系数的不同进行补偿。     

高温压力传感器温度漂移补偿研究

针对高温压力传感器耐高温和高压的测量的要求,设计了压阻式压力传感器硅杯式芯片版图,采用SIMOX(separationbyimplantedoxygen)技术SOI(silicononinsulator)晶片,在微加工平台上制作了该芯片,获得了差动等臂等应变的惠斯登检测电桥。对采用耐高温封装后的传感器的热零点漂移、热灵敏度漂移和零位输出的补偿作了研究,设计了补偿电路,推导了热灵敏度漂移补偿的计算公式,在通用型高温压力传感器的研发中证明其可行性和实用性,并总结出了经验公式。     

高温压力传感器的力敏电阻条的制备

本文探讨了一种金属薄膜高温压力传感器的力敏电阻条的制作方法,采用氮化铝作铜村底和金属力敏电阻条之间的电绝缘层,利用铜金属在高温条件下也能够表现出压阻特性,制作力敏电阻条。通过直流磁控溅射制作力敏电阻条,并引线,封装,进行测试,最后反应出随压力的变化电阻的变化关系。     

压力传感器温度漂移补偿的控制电路设计

介绍了一种压力传感器的温度补偿方法,这种方法解决了压力传感器温度漂移的问题.本文详细阐述了一种实用的整体补偿电路.这种电路是一种由单片机控制,使用软件补偿的传感器测量电路.在软件上设计了一种对压力传感器非线性及温度变化所引起的误差进行补偿的软件算法[1].在一定的温度和压力范围内实现0.2%的测量精度,完全可以满足实际的需要.     

具有温度补偿的膜片型光纤光栅温度压力传感器

阐述了具有温度补偿结构的膜片型光纤光栅温度压力传感器。传感器以弹性膜片为感压元件,在压力作用下产生轴向位移来压缩压力敏感光栅以实现压力传感;通过结构温度补偿消除压力敏感光栅的温度漂移,同时串入感温光栅进行实时修正并实现温度测量。对传感器的压力和温度特性进行了测量。试验结果表明:压力灵敏度为528 pm/MPa,温度灵敏度为8 pm/℃。     

神经模糊控制在SAW压力传感器温度补偿中的应用

声表面波(SAW)压力传感器是一种高精度数字化传感器,通过对SAW压力传感器输入—输出特性分析,提出采用神经模糊控制方法解决温度补偿问题,此方法将模糊推理和神经网络自学习功能结合,足以满足误差精度要求,并实现SAW压力传感器的智能化,为使其更广泛应用到工程领域奠定基础。     

基于氧化铝陶瓷的电容式高温压力传感器

氧化铝陶瓷因其稳定的机械性能和高温鲁棒性得到了广泛的应用。文章以LC谐振电路为技术背景,提出了一种基于氧化铝陶瓷的电容式高温压力传感器,并通过厚膜集成工艺技术将一个定值电感与一个可变电容集成在氧化铝陶瓷基板上实现了传感器的制备。对传感器进行高温环境下的压力测试,实验结果表明:传感器能够完成600℃高温环境下1到5 bar范围内压力的原位测试,且在600℃高温环境下传感器的重复性误差,迟滞性误差和零点漂移分别为8.3%,5.05%和3.7%。     

基于小波神经网络的压力传感器温度补偿方法

介绍了硅压阻式压力传感器温度误差产生的原因及其特点,在比较了多种神经网络优缺点的基础上,提出了一种利用小波神经网络对压力传感器温度误差及非线性误差进行补偿的方法.该网络与BP神经网络相比,具有更快的收敛速度和更好的补偿精度.经过实验证明:该网络能够有效地补偿压力传感器的温度非线性误差,在-40～60℃范围内,使温度误差从原来的5.4%降到了0.2%.     

高温薄膜传感器制备与性能研究

利用微机电系统（MEMS）工艺在 Al2 O3基片上制备了 Pt—PtRh 薄膜热电偶,其工作温度最高可达到1300℃,最大输出电势达14.8 mV。薄膜热电偶的电势—温度曲线与标准热电偶的曲线基本重合,同时研究了不同粘结层对薄膜微结构、器件寿命的影响。实验结果表明：以 Ta 为粘结层时薄膜传感器的寿命最长,在1300℃下可达到14 h。     

一种硅压力传感器的高精度宽温度补偿设计

本文提出了一种硅压力传感器的温度补偿方法,同时给出了如何进行温度补偿以及非线性修正的具体算法,实现了硅压力传感器宽温度范围下的高精度测量。     

数字气压传感器的一种高效标定和补偿方法

硅压阻式压力传感器受制造工艺和测量环境的影响,其输出大都具有一定的非线性,其中以温度的影响最为明显。鉴于此,传感器需要准确地标定测试和温度补偿,首先制作一种带有高精度AD和微处理器的数字气压传感器,用它采集数据;然后分析测试设备,确定采用恒压变温的标定方案,它不仅效率高,而且能准确反映传感器的温度和输出特性;最后用最小二乘算法在微处理器上实现温度补偿,补偿后传感器的输出精度满足了应用需求。     

硅压阻式压力传感器的现场可编程自动补偿技术

为了提高硅压阻式压力传感器温度性能指标,并实现快速补偿,通过以ADμC816微处理器为核心设计了智能压力传感器,提出了传感器在宽温区下测量误差的自动补偿办法,通过对IC sensor系列压力传感器的应用,使其温度性能提高了1~2个数量级。     

压阻式传感器温度补偿中几种数值分析方法的应用比较

半导体压阻传感器材料温度系数较大,较小的温度变化会对传感器性能产生较大的影响,因此需要对温度进行补偿。首先分析了压阻材料受力时输出随温度变化函数,并且通过比较不同的数值分析方法,研究在不同条件,不同精度要求情况下,几种数值分析方法各自优劣,为实际应用中使用拟合曲线对压阻传感器进行温度补偿提供一定参考。     

一种压力传感器的零点补偿电路

从压力传感器温度补偿问题出发,通过三种电阻桥零点输出补偿方法的温度误差对比,提出一种恒压供电的新型电阻桥零点输出补偿方法,主要特点是调节压力传感器(零点输出10mV以上)零点输出为零时,不会影响压力传感器的温度漂移,且较传统的电阻桥零点补偿方法,压力传感器的温度误差小的优点.     

LTCC高温压力传感器温漂特性研究

研究了利用杜邦951 LTCC材料制备的无线无源压力传感器的温漂特性。通过搭建高温测试系统,对传感器0~600℃内的高温特性进行了测试,结果表明传感器存在较大温度漂移。通过制作无腔传感器和LTCC基片上螺旋电感进行高温特性测试,通过对比分析,确定了造成传感器温漂的主要原因是LTCC材料相对介电常数的变化。结合测试数据和公式推导,得出了600℃时杜邦951 LTCC材料的相对介电常数由常温7.8增大到9.04。     

基于拉格朗日差值的压力传感器温度补偿算法

随着压力传感器的广泛应用,对压力传感器的精度要求越来越高,由于温度是影响压力传感器精确度的主要原因,所以减小由温度漂移所造成的测量误差是需要解决的问题.本文设计了一种基于拉格朗日差值的压力传感器温度漂移补偿软件算法.该方法简单实用,同时测量引用误差可以控制在0.26%以内,完全可以满足实际的需要.     

LTCC高温压力传感器的设计制作和测试

提出了一种基于低温共烧陶瓷(LTCC)的无线电容式压力传感器,并具体讨论了传感器的设计、制作以及测试。与传统的LTCC工艺所不同的是,引入了碳膜作为牺牲层来填充传感器结构的内置式空腔,可以有效地防止空腔在层压和烧结时的变形。测试中传感器表现出了良好的灵敏度,高于之前国际上的研究水平。同时给出了现有结构优化改进的方向。     

基于重掺杂的谐振式传感器频率温度系数补偿研究

MEMS谐振式传感器具有精度高、准数字输出、抗干扰能力强等特点,高精度压力传感器、应力传感器等多采用谐振式工作原理.频率温度系数补偿是实现高精度谐振式传感器的关键技术.通过实验研究了利用重掺杂改善硅频率温度系数的技术.实验表明:P型掺杂浓度达到7 × 1019/cm3 时,〈110〉晶向频率温度系数降低到-11. 68 ×10-6/K;N型掺杂浓度达到6 ×1019/cm3 时,〈100〉晶向谐振频率是温度的二次函数,在80℃左右频率温度系数有过零点.首次实验演示了利用低功耗加热控制结合N型重掺杂,当环境温度由30℃变化到40℃时,谐振频率温度漂移仅为1. 13 ×10-7/℃.利用该技术可实现超高温度稳定性的谐振式传感器.     

4H-SiC无线无源高温压力传感器设计

高温压力传感器研制的主要目的是解决高温恶劣环境下的压力测量问题,SiC是制造高温压力传感器的理想材料,结合薄膜技术与陶瓷厚膜技术,提出了一种新型的4H-SiC无线无源电容式高温压力传感器设计方案。应用Ansys有限元分析软件进行仿真,600℃时灵敏度为2.65 MHz/bar,说明传感器在高温下具有较高的灵敏度,对制备过程中的关键工艺——SiC深刻蚀进行了验证,刻蚀深度达到124μm,满足传感器制备要求。