[发明专利]一种硅压阻传感器输出温度曲线非线性的补偿方法及电路

说明书

本发明公开了一种硅压阻传感器输出温度曲线非线性的补偿方法及电路。包括零点输出温度曲线非线性补偿方法：在电路仿真环境下，将用于粗调的电阻网络Rsubgt;S/subgt;串联在硅压阻传感器测量电桥(5)的桥臂Rsubgt;b/subgt;或桥臂Rsubgt;d/subgt;上，再将用于微调的电阻网络Rsubgt;P/subgt;并联在硅压阻传感器测量电桥(5)的桥臂Rsubgt;a/subgt;或桥臂Rsubgt;c/subgt;上；调节电阻网络Rsubgt;S/subgt;和Rsubgt;P/subgt;的阻值，同时通过选择开关Ks选择Rsubgt;S/subgt;所串联的桥臂，通过选择开关Ksubgt;p/subgt;选择Rsubgt;P/subgt;所并联的桥臂，从而对零点输出温度曲线的非线性进行补偿。本发明能够满足补偿和抵消传感器本征输出与温度的非线性，提高传感器测量精度的要求。

技术领域

本发明属于硅压阻传感器技术领域，涉及一种硅压阻传感器输出温度曲线非线性的补偿方法及电路。

背景技术

硅压阻传感器以单晶硅为原材料，在一定温区内，其输出温漂特性能够较好的维持线性，其本征输出温度非线性指标不影响测量精度，一般不需要对其输出温度非线性进行补偿。

通常，mV输出型硅压阻传感器通过在测量电桥内外串并联电阻、二极管、三极管等方法(以下简称“串并联电阻法”)进行补偿，补偿器件的参数不随温度变化或随温度呈线性变化，因此无法有针对性地调整传感器输出随温度变化的曲线形状。同时，目前仅使用固定电阻进行补偿，补偿前后输出-温度曲线只是做了平移和旋转变换，其曲线的曲度无法调整，因此仅通过固定电阻补偿无法满足更高精度的要求。

因制造工艺限制或技术瓶颈，某些硅压阻传感器尽管可用于更低或更高的温度，但超出一定温区后，其输出随温度的变化将呈现非线性，也即在输出温度曲线上出现拐点。此时，若仍使用串并联电阻法进行补偿，则只能保证较小温度段内的输出温漂符合要求，无法保证宽温区的输出精度。

国内外主流方案是通过温度开关、温控电源、信号调理器或微处理器等多段温度标定的方式解决传感器输出温度非线性的问题，以适应宽温区、高精度的压力测量应用。但这些方案依赖更大规模的电路、甚至集成电路，不仅体积大，而且可靠性受方案的复杂程度影响而降低，在应用中受到的限制非常多。

为了在更宽温区、体积难以容纳大规模电路的场合满足使用要求，需要维持较小的电路规模和降低补偿电路复杂程度，同时补偿传感器的输出温度非线性以进一步提高传感器的补偿精度。目前，国内传感器厂商采用热敏电阻补偿时，无法有针对性地对传感器的输出温度非线性进行补偿。

发明内容

本发明的目的是：提供了一种硅压阻传感器输出温度曲线非线性的补偿方法及电路。本发明能够满足补偿和抵消传感器本征输出与温度的非线性，提高传感器测量精度的要求。

本发明的技术方案是：一种硅压阻传感器输出温度曲线非线性的补偿方法，包括零点输出温度曲线非线性补偿方法：在电路仿真环境下，将用于粗调的电阻网络R_S串联在硅压阻传感器测量电桥的桥臂R_b或桥臂R_d上，再将用于微调的电阻网络R_P并联在硅压阻传感器测量电桥的桥臂R_a或桥臂R_c上；调节电阻网络R_S和R_P的阻值，同时通过选择开关Ks选择R_S所串联的桥臂，通过选择开关K_p选择R_P所并联的桥臂，从而对零点输出温度曲线的非线性进行补偿。