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淺析力傳感器的熱零點(diǎn)漂移的問題

時間:2021/7/29
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  力傳感器的零漂表達(dá)式由于壓敏電阻制造工藝的不一致,溫度零漂系數(shù)不是一個固定值,在不同的溫度范圍內(nèi)有不同的值。一般也可以認(rèn)定為一定溫度范圍內(nèi)零輸出與滿量程輸出的比例(±%)或大溫度零系數(shù)。通常,該系數(shù)的值不能超過傳感器的精度值。
  1、半導(dǎo)體零點(diǎn)熱漂移成因的理論分析
  只有當(dāng)電阻的摻雜濃度與阻值一致時,電橋的零輸出電壓才能小,零熱漂移小,這對提高傳感器的性能非常有利。但擴(kuò)散時摻雜分布不易均勻,因此壓敏電阻條越近越好,壓敏電阻條越短。
  2、零點(diǎn)熱漂移原因的電路分析
  理想情況下,構(gòu)成惠斯通電橋的四個擴(kuò)散電阻的電阻值應(yīng)該相等。零溫漂是由擴(kuò)散電阻隨溫度變化引起的。在一定溫度范圍內(nèi),電阻隨溫度升高而增大,即擴(kuò)散電阻的溫度系數(shù)r為正。
 

力傳感器

 

  3、熱零漂補(bǔ)償技術(shù)
  總的來說,力傳感器的零漂補(bǔ)償可以分為硬件補(bǔ)償和軟件補(bǔ)償兩個方向。
  4、硬件零補(bǔ)償法
  對于傳感器,硬件補(bǔ)償方法有橋臂上串并聯(lián)適當(dāng)恒阻法、橋臂熱敏電阻補(bǔ)償法、橋外串并聯(lián)熱敏電阻補(bǔ)償法、雙電橋補(bǔ)償技術(shù)、三極管補(bǔ)償技術(shù)等。
  5、軟件補(bǔ)償零漂法
  在信號采集過程中,從觸發(fā)信號到觸發(fā)采集以及采集后的時間段內(nèi),輸入信號為零,輸出信號不為零。采集到的輸出數(shù)據(jù)以隨機(jī)噪聲的形式存在,對數(shù)據(jù)的計算和處理沒有意義。我們將在此期間收集的信號值定義為零漂移。采用的軟件方法有:多項(xiàng)式擬合規(guī)范法。在實(shí)際測量中,傳感器測量的溫度、壓力等物理量與輸出值不會有嚴(yán)格的線性關(guān)系,因此函數(shù)關(guān)系往往是多項(xiàng)式的。多項(xiàng)式可用于擬合非線性信號。關(guān)鍵是求解其系數(shù):RBF神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)法。基本原理:一般零溫補(bǔ)償軟件算法中的公式方法復(fù)雜,擬合精度往往有限。人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)方法具有樣本少、算法簡單、任意函數(shù)逼近能力強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn),具有良好的應(yīng)用前景。此外,軟件方法還包括查表法、插值法等。
  另外,從力傳感器本身的特性出發(fā),采用了特殊的技術(shù),比如改變摻雜濃度,或者采用自校準(zhǔn)技術(shù)來解決零漂問題。
 

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