[发明专利]一种压力传感器温度补偿方法

说明书

技术领域

本发明属于压力传感技术，涉及一种压力传感器温度补偿方法。

背景技术

二极管中的PN结具有负温度特性，即二极管PN结的正向导通压降 随温度升高而降低；并且正向导通导压的温度变化率在一定的温度范围 内具有较好的线性度。因此，常利用二极管的上述特性对电路进行温度 补偿。

压力传感器中惠斯登压力敏感电桥的内阻通常具有正的温度系数。 当保持压力敏感电桥的供电电压不变时，随着温度升高，流经敏感电桥 的电流因内阻值变大而减小，从而使敏感电桥产生温度误附加误差，降 低了压力传感器的测量精度。结合二极管PN结正向导通压降的温度特性， 可以将二极管与敏感电桥串联使用，可在不同温度条件自动补偿敏感电 桥的供电电压，使流经敏感电桥的电流保持稳定，从而起到温度补偿的 作用。

但是由于工艺方法上的差异，每种惠斯登敏感电桥的温度特性不尽 相同，因此需要补偿二极管的数量也并不相同。为了确定补偿二极管的 数量通常需要在不同温度条件下通过增加或减少二极管的数量反复测试， 以评估温度补偿效果，所以操作过程繁复，调试时间长，补偿效果差。

发明内容

本发明的目的是：提供一种操作简单、补偿精度高的压力传感器温 度补偿方法.

本发明采取的技术方案为：一种压力传感器温度补偿方法，其基于 一包含有惠斯登四臂压力敏感电桥的压力传感器温度补偿电路，在工作 温度范围内，选取若干温度点，在各温度点下标定压力敏感电桥的电桥 内阻，利用标定数据计算压力敏感电桥内阻的温度系数和内阻初始值， 利用该温度系数及内阻初始值结合二极管正向导通压降的温度变化率确 定补偿二极管数量，从而抵消温度对惠斯登四臂力敏电桥的影响，实现 温度补偿的目的。

所述压力传感器温度补偿电路包含有惠斯登四臂压力敏感电桥1和 串联二极管组2；其中，惠斯登四臂压力敏感电桥1，具有5个节点，其 中节点d、e为负电源端，节点b为正电源端，节点a为正输出端，节点 c为负输出端；节点a与输出正OUT+连接，节点c与输出负OUT-连接； 串联二极管组2中包含一个或一个以上的半导体二极管，所有半导体二 极管依次正向串联构成串联二极管组2；串联二极管组2中第1个二极管 D1正极端与电源正Ui+相连接，最后一个二极管DN负极端与压阻式压力 敏感电桥1节点b连接。

在压力传感器补偿温度范围内，选取i个温度测试点Ti，在每个温 度点Ti下标定压力敏感电桥的电桥内阻R_Ti，标定方法如下：

惠斯登四臂压力敏感电桥节点d、e短接形成封闭电桥，测定节点b 与节点d之间的电阻值为压力敏感电桥的内阻R_Ti。在整个温度测量范围 内，分别在温度测试点T1、T2、…Tm-1、Tm条件下，测量压力敏感电 桥对应的内阻值分为R_T1、R_T2、…R_Tm-1、R_Tm，其中，i＝1、2、…m。

利用最小二乘法或端基法等线性拟合方法计算压力敏感电桥的电桥 内阻初始值R_T0和内阻的温度系数TCR，其中，T0为初始温度，温度系数 TCR为电阻相对于温度的变化率，单位为％/℃。

得到压力敏感电桥的电桥内阻初始值R_T0和内阻的温度系数TCR后， 结合二极管正向导通压降的温度变化率ΔV_T，得到

串联二极管组的数量N的计算公式如下：

N＝[N′]或N＝[N′+1]①

其中N′＝R_T0×TCR/ΔV_T；即数量N为计算结果N′四舍五入后取整 所得。

所述二极管正向导通压降的温度变化率ΔV_T通过查找二极管性能表 获得或直接测量得到。

本发明具有有益效果是：本发明以一种压力传感器温度补偿电路为 基础，给出了电路中补偿二极管数量的计算方法和实现步骤。本发明方 法基于的压力传感器补偿电路结构简单，补偿方法操作方便，计算量少， 易于实施，有效简化压力传感器的调试过程，节省调试时间。

附图说明

图1是本发明所基于的压力传感器温度补偿电路示意图；

图2是本发明压力传感器温度补偿方法流程图；