压力传感器误差补偿技术

目前市场上压力传感器种类丰富多样，这使得设计工程师可以选择系统所需的压力传感器。这些压力传感器不仅包括最基本的变送器，还包括带有片上电路的更复杂的高集成度传感器。由于这些差异，设计工程师必须尽可能补偿压力传感器的测量误差，这是确保传感器满足设计和应用要求的重要步骤。在某些情况下，补偿还可以提高传感器在应用中的整体性能。应用的关键是合理补偿压力传感器的误差。压力传感器主要包括偏移误差、灵敏度误差、线性误差和滞后误差。本文将介绍这四个误差的机制和对测试结果的影响，并介绍提高测量精度的压力校准方法和应用实例。
沧正压力传感器
1、基本或未加补偿标准；
2.有校准和温度补偿；
3.有校准、补偿和放大。
通过薄膜电阻网络可以实现偏移量、范围校准和温度补偿。该薄膜电阻网络在包装过程中采用激光校正。
传感器通常与微控制器相结合，微控制器嵌入软件本身建立了传感器数学模型。读取输出电压后，微控制器可以通过模数转换器的转换将电压转换为压力测量值。
传感器最简单的数学模型是传递函数。该模型可以在整个校准过程中进行优化，模型的成熟度会随着校准点的增加而增加。
从测量的角度来看，测量误差有相当严格的定义：它表示了测量压力与实际压力之间的差异。实际压力通常不能直接获得，但可以通过使用适当的压力标准来估计。测量人员通常使用精度至少比测量设备高10倍的仪器作为测量标准。
由于未校准的系统只能使用典型的灵敏度和偏移值将输出电压转换为压力，因此测量的压力会产生误差。
未校准的初始误差由以下部分组成：
1.灵敏度误差与压力成正比。如果设备的灵敏度高于典型值，灵敏度误差将是压力的递增函数。如果灵敏度低于典型值，则灵敏度误差将是压力的递减函数。这种误差的原因是扩散过程的变化。 。
2.偏移误差。由于变换器扩散和激光调节修正的变化在整个压力范围内保持垂直偏移恒定，会产生偏移误差
3.滞后误差：在大多数情况下，由于硅片具有较高的机械刚度，可以完全忽略滞后误差。一般来说，只有在压力变化较大的情况下才考虑滞后误差。
4.线性误差。这是一个对初始误差影响较小的因素。这种误差的原因是硅片的物理非线性，但对于带放大器的传感器，也应包括放大器的非线性。线性误差曲线可以是凹曲线或凸曲线。
校准可以消除或大大减少这些误差，补偿技术通常需要确定系统实际传输函数的参数，而不是简单地使用典型值。在补偿过程中可以使用电位计、可调电阻和其他硬件，而软件可以更灵活地实现这种误差补偿。
通过消除传递函数零点的漂移，可以补偿偏移误差，称为自动归零。
由于校准压力严格为0，差动传感器的零压力校准非常准确。另一方面，压力不为0时的校准精度取决于压力控制器或测量系统的性能。偏移量校准通常在零压下进行，特别是在差动传感器中，因为在标称条件下，差动压力通常为0。对于纯传感器，偏移校准更加困难，因为它要么需要一个压力读取系统来测量环境大气压力下的校准压力值，要么需要获得预期压力。