[發明專利]一種硅壓力傳感器溫漂補償電路及電路構建方法

有效

• 申請號: 201410776104.1
• 申請日: 2014-12-15
• 公開（公告）號: CN104458121A
• 公開（公告）日: 2015-03-25
• 發明（設計）人: 張紅;羅乘川;李仙麗;孫勇;王曉軍;蘇曦之
• 申請（專利權）人: 中國燃氣渦輪研究院
• 主分類號: G01L27/00
• 分類號: G01L27/00
• 代理公司: 中國航空專利中心 11008
• 代理人: 杜永保

1.一種硅壓力傳感器溫漂補償電路，由其特征在于，包括Ra、Rb、Rc、Rd、Re、Rn、Rt，其中Ra、Rb、Rc、Rd、Re均為由一個或多個電阻構成的補償電阻網絡，Rn為單個負溫度系數熱敏電阻，Rt為單個正溫度系數熱敏電阻，

電壓源輸入端Vcc通過Ra與硅壓力傳感器的激勵電源輸入正端Uin相連接，Ra與硅壓力傳感器整個電橋串聯；Rc同Rt并聯然后同Rb串聯構成Rq，Rq的一端與激勵電源輸入正端Uin相連接，Rq的另一端與輸出信號正端Uo+相連，Rq同硅壓力傳感器橋臂R1實現并聯；Re同Rn并聯然后同Rd串聯構成Rp，Rp的一端與激勵電源輸入正端Uin相連接，Rp的另一端與輸出信號負端U_O-相連，Rp同硅壓力傳感器橋臂R4實現并聯。

2.根據權利要求1所述的硅壓力傳感器溫漂補償電路，由其特征在于，構成Ra、Rb、Rc、Rd、Re的電阻均為能在-55℃～150℃溫度范圍內工作，精密度在1‰以內，溫漂值在20ppm以內的電阻，Rn為能在-55℃～150℃溫度范圍內工作的負溫度系數熱敏電阻，Rt為能在-55℃～150℃溫度范圍內工作的正溫度系數熱敏電阻。

3.構建權利要求1所述的溫漂補償電路的方法，其特征在于，包括如下步驟：

(1)構建用于硅壓力傳感器溫漂補償的標定系統；

(2)把硅壓力傳感器放入恒溫箱內，加熱到25℃并保持兩小時，在額定激勵電壓源下，讀取零壓力和滿量程壓力時刻的輸出壓力信號值；

(3)調整權利要求1中的Ra值，完成常溫下的靈敏度補償；

(4)調整權利要求1中Rp、Rq值，完成常溫零點補償；

(5)恒溫箱溫度調至-55℃，降溫到該溫度并保持兩小時，讀取該時刻零壓力和滿量程壓力輸出信號值；

(6)再次調整Rp值，實現-55℃零點補償；

(7)恒溫箱溫度調至150℃，升溫到該溫度并保持兩小時，讀取該時刻零壓力和滿量程壓力輸出信號值；

(8)再次調整Rq值、Rp值使用25℃時刻值，實現150℃零點補償；

(9)根據獲取的25℃、-55℃以及150℃補償電阻信息Rp₂₅、Rp_-55、Rq₂₅以及Rq₁₅₀，選取Rn和Rt并計算Rb、Rc、Rd、Re的值，可由如下公式推導：

Rp25=Rd+Re*RnRe+Rn]]>

Rp-55=Rd+Re*β*RnRe+β*Rn]]>

Rq25=Rb+Rc*RtRc+Rt]]>

Rq150=Rb+Rc*α*RtRe+α*Rt]]>

其中Rp₂₅為25℃時獲取的橋臂R4邊的補償電阻網絡阻值，Rp_-55為-55℃獲取的橋臂R4邊的補償電阻網絡阻值，β為負溫度系數熱敏電阻Rn的溫度系數；Rq₂₅為25℃時獲取的橋臂R1邊的補償電阻網絡阻值，Rq₁₅₀為150℃時獲取的橋臂R1邊的補償電阻網絡阻值，α為正溫度系數熱敏電阻Rn的溫度系數；

(10)獲取Ra、Rb、Rc、Rd、Re、Rn、Rt并構建權利要求1所述的溫漂補償電路。