傳感器性能溫度補償常用方法有哪些？

發布時間：2022年03月31日 16時16分32秒

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　　有些航空傳(chuan) 感器，在實際使用過程中已經發現某些環境因素會(hui) 對其性能產(chan) 生影響。大量傳(chuan) 感器的敏感元件采用金屬或半導體(ti) 材料，由於(yu) 金屬和半導體(ti) 材料對溫度變化具有固有的敏感特性，因此，當環境溫度變化時，傳(chuan) 感器的初始零點和輸出靈敏度會(hui) 產(chan) 生溫度漂移，為(wei) 了削弱外部環境因素對傳(chuan) 感器的性能影響，人們(men) 開展了對傳(chuan) 感 器的補償(chang) 技術研究，其中較為(wei) 常見的是溫度補償(chang) 。

　　對應變式傳(chuan) 感器和壓阻式傳(chuan) 感器進行溫度補償(chang) 主要采用硬件補償(chang) 和軟件補償(chang) 方法。硬件補償(chang) 包括橋臂並聯電 阻法，橋臂熱敏電阻補償(chang) 法，橋外串並聯熱敏電阻補償(chang) 法等。硬件補償(chang) 通常根據高低溫環境下傳(chuan) 感器的測試數據，選擇對應的溫度補償(chang) 元件，對傳(chuan) 感器的初始零點和輸出靈敏度漂移進行補償(chang) 。常見的軟件補償(chang) 方法有插值法、最小二乘法擬合、BP神經網絡算法等。軟件補償(chang) 是以測溫元件采集的實時環境溫度為(wei) 依據，將傳(chuan) 感器的 零點、靈敏度與(yu) 溫度變化的算法集成到高速運算的單片機裏，實現傳(chuan) 感器的實時溫度補償(chang) 。采用硬件修正無法進行複雜算法補償(chang) 並且補償(chang) 電路也容易受電磁環境等的影響，相比之下，軟件補償(chang) 方法精度高，應用範圍廣，調試簡單，因此成為(wei) 傳(chuan) 感器溫度補償(chang) 的常用方法。

　　東(dong) 華大學的張倩等人采用差分進化算法優(you) 化BP神經網絡的算法。對壓阻式壓力傳(chuan) 感器進行溫度補償(chang) 從(cong) 而改善BP神經網絡，在通過訓練得到權值和閾值時易陷入局部極小的問題，有效降低溫度對壓阻式壓力傳(chuan) 感器的影響。南京航空航天大學的蔣文亮等人以FPGA為(wei) 核心，搭建了壓力傳(chuan) 感器的硬件構架 ，采用二維線性插值算法對壓力進行補償(chang) 與(yu) 修正，消除因工作溫度環境參數發生變化而引起的信號漂移，滿足航空發動機全權限數字係統對壓力傳(chuan) 感器的測量精度和溫度環境實用性要求。電子科技大學的歐陽承曦設計了數字傳(chuan) 感信號調理方案和模擬傳(chuan) 感信號調理方案兩(liang) 種溫度補償(chang) 方案，並在硬件補償(chang) 的基礎上集成了軟件補償(chang) 的方法，實現了在 -55~120℃的寬溫度範圍內(nei) 對矽壓阻式壓力傳(chuan) 感器的高精度溫度補償(chang) 。

　　為(wei) 了減小實際工作環境對航空傳(chuan) 感器性能的影響，傳(chuan) 感器的設計研製蘋位針對傳(chuan) 感器的敏感環境應力采取了有效的補償(chang) 方法，如常見的溫度補償(chang) ，並給出了一定的校準曲線，一定程度上提高和改善了傳(chuan) 感器的技術性 能和應用範圍，有利於(yu) 傳(chuan) 感器的優(you) 化設計。但該種補償(chang) 方式，尤其是對多環境因素影響采取的樸償(chang) 方式，還不能全麵、準確地描述環境因素對被測傳(chuan) 感器性能的綜合性動態性影響。因此還需要加強這方麵的研究，另外也可 以從(cong) 新材料、新結構方向出發，開展新型傳(chuan) 惑器的開發研製。例如藍寶石高溫壓力傳(chuan) 感器和高溫壓電振動傳(chuan) 感器，增強傳(chuan) 感器環境適應性，解決(jue) 傳(chuan) 感器性能易受環境影響的問題。

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