压阻型压力传感器灵敏度温漂及其补偿技术

就压阻型压力传感器的灵敏度温度漂问题进行述评，分析了灵敏度温漂产生的原因并提出解决灵敏度温漂的多种补偿方法。     

石英挠性加速度计温度补偿方法研究

石英挠性加速度计的输出受温度影响,其温度特性具有复杂的函数特征。该文对加速度计零偏提出了一种温度补偿法,建立了基于温度和温度梯度的联合多项式补偿模型,设计出相应的试验方法计算补偿参数。通过试验验证,此方法简明有效,可补偿因温度变化引起的石英挠性加速度计的零偏影响,达到提高系统温度环境适应性的目的。     

一个高精度低温漂的带隙基准源

文章对传统典型CMOS带隙电压基准源电路分析和总结,重点分析了温度补偿原理。在对传统温度补偿技术改进的基础上,采用低失调电压运算放大器,融合了熔丝烧写调整电压技术,提出了一个温漂低于15×10-6℃-1的改进型带隙基准源电路。整个电路采用CSMC0.5μm工艺设计,采用Hspice进行仿真。为补偿工艺偏差,输出电压及输出电压的温漂均可通过铝熔丝烧写来调整。     

电涡流传感器温漂的综合补偿

在介绍电涡流传感器基本原理的基础上,分析了温度漂移产生的主要因素,并提出了一种温漂补偿的新方法,即利用负反馈组成闭环系统实现对温度漂移的综合补偿.实际测试结果表明,温漂综合补偿精度可达0.41%,明显优于一般方法的补偿精度.     

一种带电流补偿结构的带隙基准源

为了进一步减小基准电压源的温度系数,针对传统的基准电路无法补偿BJT管高阶系数温漂影响的问题,提出了一种带电流补偿结构的带隙基准源。补偿电路结构采用双支路提供不同温度系数的补偿电流的方式,用于调节基础结构在不同温度段产生的温漂。另外根据补偿原理进行结构的改进,提出两种设计结构的优化结果,同时使用电阻修调结构矫正不同工艺角下的电压温度漂移。电路采用0.18μm BCD工艺实现。仿真结果表明,该带隙基准源在-55～+125℃温度范围内,最大输出基准电压变化为0.2394 mV,温度系数为1.078×10^-3/℃,10 Hz频率时电源抑制比-77 dB。使用蒙特卡洛方法进行仿真,其失调电压平均值为1.5667 mV。已应用于某一高精度的数模混合电源芯片中。     

电子元件、组件

TN6,TM219 96050507石英挠性加速度计的温场分析/王洋,商顺昌(中国工程物理研究院电子工程所)//传感器技术.一1996,(3)一8~11,14 利用有限元法对大量程二元脉冲调宽石英挠性加速度计因力矩线圈发热而造成的内部温场变化进行了分析,从理论上计算出温场的分布情况和变化情况,并通过对温度误差的分析,阐述了提高温度特性的有效途径,为加速度计的热设计和温度补偿提供理论依据.图3表4参3(许)TN6O 96050508片式元件产业的发展前景/章士流,鲁圣国,李标荣(东莞南方电子有限公司)刀电子科技导报一19%,(8).一2一4 通过总结中国电子元件产业发展的…     

基于BCB键合的MEMS加速度计圆片级封装工艺

对基于BCB的圆片级封装工艺进行了研究,该工艺代表了MEMS加速度计传感器封装的发展趋势,是MEMS加速度计产业化的关键。选用3000系列BCB材料进行MENS传感器的粘结键合工艺试验,解决了圆片级封装问题,在低温250℃和适当压力辅助下≤2．5bar（1bar=100kPa）实现了加速度计的圆片级封装,并对相关的旋涂、键合、气氛、压力等诸多工艺参数进行了优化。     

以均匀设计法对SCSP器件工艺参数的优化

利用有限元法研究了堆叠芯片封装(SCSP)器件在封装工艺过程中的热应力分布。将工艺过程中的固化温度、升温速率等工艺参数作为优化变量,采用均匀设计方法对其进行了优化组合,并为后续的回归分析产生样本点。通过回归分析得出工艺参数与最大等效应力之间的回归方程,并将回归方程作为优化算法近似的数学模型。结果表明:最大等效应力出现在EMC固化工艺中,所以在固化阶段SCSP器件容易产生可靠性问题。通过优化,最大等效应力由222.4MPa下降到了169.0MPa。     

基于RBF神经网络的机抖激光陀螺零偏的温度补偿的研究

温度偏置漂移是存在于激光陀螺中使得输出信号产生较大偏置误差的一种不可忽略因素,准确地辨识漂移并有效地对其进行补偿直接关系到激光陀螺的测量精度.通过温度实验研究了机抖激光陀螺的温度特性,采用RBF网络进行温漂辨识.温漂辨识可以通过离线事先学习,因而在多种学习方法中选择了简单易行、精度高且运算速度快的正交最小二乘(OLS)法.通过实验验证,采用RBF网络及其OLS学习算法可以快速、有效、高精度地辨识并补偿温漂.     

晶体滤波器频率温度补偿

对石英晶体滤波器,尤其是在低频(几十KHz)窄带(±几Hz)情况下,提出了频率温度补偿的概念,采取了有效措施,解决了中心频率温漂问题。     

微机械加速度计的温漂性能研究综述

温度是影响微机械加速度计性能指标、限制其应用领域的关键因素之一。在简要介绍微机械加速度计发展现状及温度对其影响机理的基础上,对近年来在降低微机械加速度计温漂方面国内外研究机构所采取的主要研究方法进行了详细的阐述,为该研究领域的推进提供了参考。     

油气井动态压力测试的温度补偿研究

针对油气井压力测试存在的温漂问题,进行模拟油井高温试验,得出油井压力测试存在温度漂移的结论。射孔完井在产生高压气体脉冲的同时会释放大量的热量,使得传感器的灵敏度存在很大的不确定性。为了准确地测出井下压力信号,结合井下环境和压阻传感器温度漂移现象,需要对井下压力测试进行温度补偿。根据大量的实验数据,采用软件补偿技术实现对测试的温漂补偿。     

一种具有应力隔离结构的扭摆式电容加速度计

基于硅-玻璃键合工艺的扭摆式加速度计,其信号输出对扭转梁上的应力极敏感,而微加工过程中由于硅、玻璃两种材料热膨胀系数不匹配,会在扭转梁上引入较大的热应力,进而引起加速度计温度漂移。为此,提出一种具有应力隔离结构的扭摆式电容加速度计。通过缓冲折叠梁和内支撑框架的优化组合,使热应力难以传递到扭转梁上,从而有效降低加速度计的温度漂移。使用ANSYS软件对加速度计进行了模态和热应力分析,结果表明:工作模态的固有频率为1 352 Hz,远小于其他干扰模态的频率;加速度计的灵敏度为0.386pF/g(g=9.8m/s2);相同条件下,不带隔离结构的扭摆加速度计的热应力主要集中在扭转梁的末端,其最大应力约100 MPa;具有应力隔离结构的加速度计,其热应力主要集中在缓冲折叠梁上,而扭转梁上的应力约为1.7 MPa,仅为前者的1.7%。采用硅-玻璃键合和电感耦合等离子体(ICP)刻蚀工艺,完成了加速度计芯片的制作。     

一种曲率补偿的高精度带隙基准源设计

基于CSMC 0.5μm CMOS工艺,设计了一种带曲率补偿的低温漂带隙基准源。采用折叠式共源共栅放大器反馈结构带隙基准源,利用晶体管的VBE与IC的温度特性产生T1n T补偿量,对传统的带隙基准进行曲率补偿。仿真结果表明,在5 V供电电压下,-40~125℃温度范围内,基准电压的波动范围为1.2715~1.2720 V,温漂为3.0×10~(-6)/℃,低频时电路电源抑制比为-86 d B。     

基于STM32的开环霍尔电流传感器的温度补偿研究

研究了一种基于软件补偿结合恒流源补偿的改进温度补偿方法,应用单片机、恒流源、数字温度传感器、乘法器等硬件电路,对传统软件补偿进行了优化,补偿效果较传统恒流源补偿有了明显提升,“温漂”整体下降了约13.7%。在传统的温度补偿方法如热敏元件补偿、恒流源补偿、软件补偿等方式上做了补充,对于霍尔电流传感器精度的提升及实际生产需求的满足有重要意义。     

基于改进BP网络的甲烷传感器温度影响试验研究

温漂会影响催化甲烷传感器检测精度,为减小这种影响,提高传感器检测精度,本文在不同温度环境下进行甲烷传感器环境影响实验,并利用一种基于主成分分析的BP神经网络温度补偿模型对实验数据进行处理,补偿温漂对检测精度的影响,结果表明:本文提出的模型能提高甲烷传感器的稳定性和准确性,减少温漂的影响.     

一种低电压低温漂的基准电流源

设计一种低电压低温漂的基准电流源.首先通过带隙基准电路得到一个基准电压VREF,对输出管进行温度补偿.电压VREF接到一个NMOS输出管的栅极上,调节VREF使得这个输出管工作在零温漂区.这时输出管的阈值电压和迁移率随温度的变化率相互补偿,从而产生一个与温度无关的基准电流IREF.电路采用CSMC 0.5 μm DPTM CMOS工艺制造.通过流片验证,该电路输出管的零温漂点为(IZTC=215.4μA,VZTC=1.244 4 V),在-45～+125℃的范围内温度系数为8.1 ppm/℃,在2 V的电源电压下整个电路的功耗仅为0.45 mw.     

一种新颖分段曲率补偿的带隙基准设计

基于0.5 μm CMOS工艺,设计了一种采用新颖分段曲率补偿技术的低温漂带隙基准源,利用2种不同的电流补偿结构,分别在中温和高温阶段引入正温度系数补偿电流,使得基准电压的温度特性曲线在中温和高温阶段各产生2个新的极值点,与一般的分段曲率补偿带隙基准相比,提高了补偿效率。利用Cadence软件对电路进行设计与仿真,仿真结果表明,在-40~190 ℃温度范围内,输入电压为5 V时,输出基准电压为1.231 V,温漂系数为0.885 ppm/℃,低频时电源抑制比(PSRR)为-75~-109 dB。     

基于PSO优化SVM的MEMS加速度计温度补偿方法研究

温度对MEMS加速度计性能的影响至关重要。结合扭摆式硅微加速度计的结构及温度特性,采用基于自适应权重的粒子群优化算法来优化支持向量机算法,创建MEMS加速度计温度补偿模型,并利用STM32F405RG64实现实时温度补偿系统。实验结果表明,补偿后加速度计的标度因数温度系数、全温零偏极差、非线性度分别由补偿前的264 ppm/℃,71.98 mg,2.07%降低到105 ppm/℃,10.31 mg,0.25%,可见补偿后加速度计的性能得到比较明显的改进,能证明该方法的有效性和可行性。     

一种带有温漂修调的二阶曲率补偿基准源电路

提出了一种带有温漂修调电路的二阶曲率补偿带隙基准电压源。采用VBE线性化补偿原理,通过在特定支路上产生二阶正温度系数电流来补偿VBE的二阶负温度系数项,从而大大提高了基准电压的温漂特性。另外,设计了电阻修调电路,简化了修调方式,降低了设计难度和设计成本,并且保证了基准电压的高精度。电路基于TSMC 0.18μm BCD工艺设计,使用Cadence Spectre对电路进行仿真验证,仿真结果表明,在3.3 V电源电压下,基准输出电压约为1.22 V,在-55～125℃温度范围内,温度系数为3.02×10~(-6)/℃,低频时电源电压抑制比为-51.21 dB。