传感器温漂:传感器零点漂移和温度漂移产生的原因及解决办法

2021/11/12 15:45 · 传感器知识资讯 ·  · 传感器温漂:传感器零点漂移和温度漂移产生的原因及解决办法已关闭评论
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传感器温漂:传感器零点漂移和温度漂移产生的原因及解决办法传感器零点漂移和温度漂移产生的原因及解决办法???传感器都有零点漂移和温度漂移,这两种漂移很影响传感器的测量精度,如何解决这两种漂移显得非常重要。?????由于传感器桥路中元件参数本身就不对称;弹性元件和电阻

传感器温漂:传感器零点漂移和温度漂移产生的原因及解决办法

传感器零点漂移和温度漂移产生的原因及解决办法
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传感器都有零点漂移和温度漂移,
这两种漂移很影响传感器的测量精度,
如何解决这两种
漂移显得非常重要。
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由于传感器桥路中元件参数本身就不对称;
弹性元件和电阻应变计的敏感栅材料温度系
数,
线胀系数不同,
组桥引线长度不一致等综合因素,
最后导致传感器组成电桥后相邻臂总
体温度系数有一定差异,
当温度变化时,
相邻臂电阻变化量不同,
从而使电桥产生输出不平
衡,即产生了零点漂移;对智能直线位移传感器
,
编码器
,
电子尺
,
进口位移传感器,时漂——
即对系统而言,
随着时间的增加,相当于对系统进行老化处理,这样,
系统的结构特征就要
发生变化,
从而产生漂移。温漂——受温度影响而引起的零点不稳定。
可见,温度的影响是
产生零点漂移的最主要因素,也是最难控制的。
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解决传感器温度漂移一般有
2
种方法,
硬件和软件。
硬件方法有在桥臂上串、
并联恰当
恒定电阻法,桥臂热敏电阻补偿法,桥外串、并联热敏电阻补偿法,双电桥补偿技术、三极
管补偿技术等。
软件方法就是通过软件程序消除偏移,
这种方法对应数字输出的传感器很实
用,
客户可以自己通过软件编写来实现,
或者是传感器配数显表的时候也可以通过调剂数显
表来实现。都是非常方便的。
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传感器温漂:压力传感器温漂的处理方法

  漂移产生的根本原因在于所有的压力传感器均基于一种材料的弹性形变,不论其材质弹性如何良好,每次弹性回复后,总会产生一定弹性疲劳。在传感器使用过程中,由于弹性材料引起的漂移根据材质不同各不相同,但是只要是合格的产品,都在很小的范围。
  另外,除了材料引起的漂移外,还存在一种更显著的漂移,即温度漂移。温度漂移是因为温度的变化而引起的压力传感器输出的变化,这种漂移也是因为材料的多重特性决定的。因为一种材料对压力敏感的同时对温度也敏感。通常压力传感器都要进行温度补偿,利用另一种温度特性相反的材料抵消温度引起的变化,或者使用数字补偿技术,采用数字补偿。
  压力传感器发展的初期,扩散硅芯片和金属基座之间用玻璃粉封接,缺点是压力芯片的周围存在着较大的应力,即使经过退火处理,应力也不能完全消除。当温度发生变化时,由于金属、玻璃和扩散硅芯片热澎胀系数的不同,会产生热应力,使传感器的零点发生漂移。这就是为什么传感器的零点热漂移要比芯片的零点热漂移大得多的原因。采用银浆和接线柱焊接,处理不好,容易造成接点电阻不稳定。特别是在温度发生变化时,接触电阻更易变化,这些因素是造成传感器零点时漂、温漂大的原因。
  要消除压力传感器的漂移问题我们可以金硅共熔焊接方法,将扩散硅和基座之间采用金硅共熔封接,因为金比较软应力小,引压管是玻璃管将之烧结到硅环上,玻璃管和底座用高温胶粘接,为测表压,在玻璃管外粘接一金属管,通到大气中。扩散硅电阻条组成惠斯登电桥,用高掺杂的方法形成导电书,将电桥和分布在周边的铝电极可靠地连接起来,而不采用通常蒸铝,反刻形成铝带的方法,这样做有助于减小传感器的滞后,铝电极和接线柱之间用金丝压焊和超声焊,使接点处的电阻比较稳定。
传感器温漂:传感器零点漂移和温度漂移产生的原因及解决办法  第1张

传感器温漂:怎样才能解决传感器的温漂问题

传感器的温度漂移可分为零点温度漂移和敏锐度温度漂移。那么怎样才能解决传感器的温漂问题呢?在传感器的开发运用中,常常会碰到所需的传感器的输入与已有的传感器的输入不同,或用户已有的传感器的输入不能满意新的需求,这就须要转变传感器本来的输入。为了满意多种客户的需求,就需有多种输入的传感器。例如:作为二型表,规范输入多为0~10mA ,或0~10V,而目前运用的三型表,却是4
~ 20mA或 1~5V的,它们之间如何变换,是咱们必需处理的问题。零点温漂即传感器不受压时的输入由温度变更引起的漂移,在传感器的运用中,经罕用恒流供电,零点及其温漂的弥补方式可用电阻串并联法。

解决传感器的温漂问题的第二个方法就是缩小及非线性的处理,任何力敏传感器的非线性都有大小、正负之分,信号的处理和传输时要进行线性化处理,使最后得到的信号与输入成线性关系。线性化电路就是依据非线性的大小和正负来设计的,线性化能够在信号处理的不同阶段来进行,有的在模仿信号阶段进行,有的在数字信号阶段进行。

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传感器温漂:传感器零点漂移和温度漂移产生的原因及解决办法  第2张

传感器温漂:麦克传感将携多种智慧物联解决方案亮相IOTE2021深圳物联网展

什么是“温漂”?
传感器在受到外界因素的干扰下,输出量通常会发生与输入量无关的,不需要的变化,这一类变化就称之为“温漂”,而产生漂移的主要是测量系统的灵敏度元件通常容易受到外界温度、湿度、电磁干扰和传感器调理电路的干扰。今天所要探讨的温度漂移,则主要是指由温度变化引起的半导体器件参数的变化。
为什么要对压力传感器采取温度补偿?
对于扩散硅压力传感器而言,由于测量现场温度变化引起的扩散硅电阻的变化与测量应变时扩散硅电阻的变化几乎有相同的数量级,从而给测量试验带来一定的温度漂移误差。温度误差的引入直接影响测量结果的精度,具体表现为:压力传感器静态工作点的输出电压由于被测介质温度变化而引起的输出波动。因此需要进行温度补偿。
“温漂”现象应该如何控制?
针对的压力传感器温漂,需结合具体原因,选择适宜的补偿方式实现对温漂的控制。常用的方法主要分为硬件补偿法和软件补偿法两种方式,麦克传感就是采用硬件补偿方法,在组成惠斯通电桥的四个电阻中,给相应的桥臂上串,并联上一定的阻值大小电阻,用以平衡4个扩散硅电阻初始值不匹配造成的零点漂移,以及它随温度变化而变化的温度漂移。
麦克传感是如何应对“温漂”,保证测量精度的?
像是麦克传感MPM288压力传感器,MPM281压力传感器以及MPM283压力传感器等产品,都是通过精密修调后的厚膜电路,对压力敏感元件进行一定温度范围的温度补偿和零点漂移修正,被测压力经过隔离膜片和内部介质传递到硅压阻是压力敏感元件上,实现了压力到电信号的精准转换。
麦克传感MPM288压力传感器量程范围0kPa~35kPa…35MPa,隔离式结构,适用于多种流体介质性能可靠,适用场合更加广泛。
麦克传感MPM281压力传感器量程范围0kPa~7kPa…100MPa,Φ19mm标准OEM压力敏感元件,宽温度补偿范围-10℃~80℃,长期稳定性可达±0.1%FS/年,运行更加稳定。
麦克传感MPM283压力传感器量程范围0kPa~200kPa…100MPa,Φ12.6mm小体积OEM压力敏感元件,宽温度补偿范围-10℃~80℃,耐压值高,稳定、可靠,特别适合中高压力的测量。
压力传感器使用时需要注意什么?
除此之外,在使用压力传感器时,为了延长传感器的使用寿命,节约更多成本,也需要注意一下几点:
(1)需注意压力介质的适应性:被测介质的腐蚀性、粘稠度、导电性,关注一些特殊的气体(氢气、氧气等);
(2)需注意供电大小与功耗;
(3)需注意电流为恒流还是恒压;
(4)需注意安装时,传感器的外形尺寸、压力与电器接口的选择;
(5)需注意环境温度和介质温度:被测介质的温度,不同的温度要选择与温度相适宜的密封圈,现在共有耐低温和耐超低温的密封圈可供选择,并且也需要考虑外围环境的温度。
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