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。     

压力传感器温漂及非线性校准技术研究

高精度压力传感器是航空领域应用非常广泛的传感器,常处于严苛的工作环境.为使压力传感器在特殊的测试环境中保持高测量精度,传感器的性能设计成为研究关键.合理的信号调理电路以及正确的误差校准原理,将显著提高传感器性能.通过在传感器的信号调理电路中使用可编程模拟信号调节器,对桥式压力敏感元件的温度漂移误差及非线性误差进行实时修正,使压力传感器实现了智能化自校准,有效提升了压力传感器的精度和环境适应性.     

基于新型ICP脉动压力传感器的信号调理电路设计与实现

在飞行器地面试验中,新型ICP脉动压力传感器常用来测量飞行器与发射筒之间的关键位置表面由于空气脉动产生的脉动压力参数;ICP脉动压力传感器工作时需要恒流源供电,同时其输出信号不能满足大多数模数转换芯片对于输入电压的要求,针对以上问题,提出了一种基于新型ICP脉动压力传感器的信号调理电路,并详细介绍了电源电路、脉动压力信号调理电路等模块的设计原理和方法;测试结果表明该设计能够满足新型ICP脉动压力传感器3.4mA恒流源供电需求,并且能准确地将其输出电压信号调理为0.366~2.13V,符合AD7667转换范围要求,同时能有效地滤除信号中混入的9.6kHz以上的高频噪声以及椭圆型高阶低通滤波器自身引入的开关噪声;该信号调理电路可靠性高,已经成功应用于飞行器地面发射试验中。     

基于BP网络的高精度信号调理系统的研制

为提高压力传感器输出信号的调理精度,研制了基于BP神经网络的高精度智能信号调理系统.设计了基于MAXl452的信号调理电路、通信接口电路,完成硬件平台的搭建.选择BP神经网络算法作为传感器补偿算法,并编程实现.通过测试系统,验证了采用神经网络算法的可行性.     

压阻式压力传感器输出特性的补偿

在某型无人机高度传感器性能检测设备中,为解决压力的测量问题,设计了一种用于压阻式压力传感器(PRT)的信号调理电路,实现了对PRT传感器的零点输出、热零点漂移、满量程输出、热灵敏度漂移和满量程输出非线性等的高准确度校准和补偿。电路摒弃了以往传统的误差补偿形式,采用了一款新型信号调理芯片MAX1457,提出了软件补偿的方法,建立了误差校准补偿参数表,经过校准补偿传感器输出误差控制在了0.110%～0.158%。     

PGA309补偿原理分析及改进方案

桥式压力／差压传感器的信号调理和补偿算法是国内外智能仪表的研究重点，合理的信号调理电路或器件，以及正确的补偿算法，将极大地提高仪表性能。PGA309作为数字化可编程信号调理芯片，主要用于电阻桥式压力传感器，将微弱的传感器桥路信号进行放大输出。通过介绍PGA309调理芯片的内部功能结构，利用数学模型重点分析了PGA309对传感器同有特性（非线性、温度漂移）进行补偿的原理，并用实际的传感器测量数据进行了验证。根据PGA309的特点，结合单片机系统，提出了对补偿进行改进的方案。     

基于脉宽调制的传感器读取电路设计与实现

设计了一种新型的传感器信号读取电路,该电路将传统的脉宽调制PWM(PulseWidthModulation)电路进行改进,对PWM信号采用占空比和频率同时调制而不是单一的占空比调制,在信号传输过程中,该电路可将两路电压输入信号调制到一路PWM信号上,通过对输出PWM信号进行解调可还原两路输入信号的电压值.实验结果表明,该电路输出PWM信号占空比和频率分别与两路输入电压信号呈良好的线性关系,电压转换精度分别达到0.34%、0.26%.此外,该电路具有抗干扰能力强、转换精度高和成本低的优点,非常适合传感器信号的调理和读取.     

基于PI闭环控制的AMR磁阻传感器信号调理电路

为了提高磁场测量精度,提出一种基于PI闭环控制的AMR磁阻传感器信号调理电路。该电路由前置放大器、开关同步检波、积分电路和闭环反馈电路组成。首先通过选取较小的前置放大器增益,以降低对传感器输出噪声的放大;然后利用积分器对放大后信号进行积分,得到积分电压;最后,将积分电压进行V/I转换,并将电流接入HMC1001偏置电流带,实现闭环反馈,以抵消外部待测磁场,当电路平衡时,传感器工作于零场,积分输出电压正比于待测磁场。与开环结构对比实验结果表明:在相同的灵敏度条件下,闭环式信号调理电路噪声功率谱密度为40 pT/√ Hz @1 Hz,并且与开环式的信号调理电路相比,它的输出信号信噪比提高了15.55 dB。     

采集系统中光电信号调理电路的噪声分析

在用数据采集卡对传感器输出信号进行采集的过程中,往往需要先对传感器输出的信号进行放大、滤波、A/D转换等一系列信号调理过程.信号调理电路的噪声直接影响整个检测电路的检测水平,为此,根据光纤电压互感器中光电信号检测的实例,说明了信号调理电路的噪声分析与抑制措施,为以后信号检测精度的提高提供了依据.     

光合有效辐射传感器及其调理电路设计

当前光合有效辐射测量主要依赖进口产品,探头及信号转换设备价格昂贵,校对成本高;国内相关研究较多,但缺少商用及稳定准确的产品。通过分析光电池的工作特性,给出了光合有效辐射传感器的结构设计并详细介绍其输出微弱信号的调理电路设计。该传感器结构简单、安装方便,调理电路在低功耗的前提下实现微弱电流-电压信号的转换和放大、高频噪声滤波等功能。测试结果表明:开发的光合有效辐射传感器及其微弱信号调理电路稳定性良好,经调理的输出电压与光合有效辐射之间线性相关性达0.9879,且能够适应户外动态环境。