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零偏与温漂补偿的优化方案

时间:2023-06-25 理论教育 版权反馈
【摘要】:设计相等的四臂电桥由于制造工艺中光刻、制版、扩散等工艺的偏差引起阻值差异和电阻温度系数差异,可以采用补偿电路对零位偏差和零位温度漂移进行补偿。压阻式传感器零偏调整方法一:在膜片上的无应力区制作一些小阻值的电阻网络,以电位器形式串入桥臂中。但由于不是连续调整且调整范围难以兼顾,因此较少采用。压阻式传感器零偏调整方法二:普遍采用的桥臂串联或并联电阻的方法,即可使零位平衡。图5-12 所示为半开环的力敏全桥。

零偏与温漂补偿的优化方案

设计相等的四臂电桥由于制造工艺中光刻、制版、扩散等工艺的偏差引起阻值差异和电阻温度系数差异,可以采用补偿电路对零位偏差和零位温度漂移进行补偿。

压阻式传感器零偏调整方法一:在膜片上的无应力区制作一些小阻值的电阻网络,以电位器形式串入桥臂中。由于这些电阻与桥臂电阻具有相同的温度系数,用电阻网络调整零位偏离,不影响零位温度系数。但由于不是连续调整且调整范围难以兼顾,因此较少采用。

压阻式传感器零偏调整方法二:普遍采用的桥臂串联或并联电阻的方法,即可使零位平衡。由于通常串并联用的是电阻温度系数远小于扩散桥臂电阻温度系数的精密金属膜电阻或精密线绕电阻,因此也就改变了被串(并)桥臂电阻的温度系数。不难算出,当在电阻温度系数为α 的桥臂电阻R 上串联温度系数为β,阻值为Rs 的电阻的等效电阻R′及其温度系数α′变为

当在电阻R 上并联温度系数为β 电阻RP 时,等效电阻R′及其温度系数α′变为

若在R 上并联Rp = KR 电阻,桥臂电阻温度系数减小了倍,阻值也减小了倍;若在R 上串联电阻,桥臂电阻温度系数也减小了倍,但阻值却增加了倍。因此,利用在四个桥臂电阻上选择并串联位置和阻值的方法,就可同时完成平衡零位和补偿零位温漂的工作。具体的作法是:先测得桥臂四电阻常温阻值,再测得它们在正温上补偿区点和负温下补偿区点的值,就可计算得正负温区的桥阻温度系数,计算机可按编写好的程序求解出并串联的位置及阻值。一般是尽量用并联法补偿温漂,而用小阻值Rs 调整零位,为简化计算,一般只开环一个点,只有两个串联位置选择。(www.xing528.com)

图5-11 所示为标准开环压阻全桥电路,四个桥臂上可以串联电阻Rs 和并联电阻Rp,具体位置及阻值U0 和ΔU0t 值由计算机确定。

图5-12 所示为半开环的力敏全桥。只有桥臂R1 和R2 上可以串联Rs。当U0 正漂时,Vp 并联于R4 上,视U0 正负决定Rs 串联位置;当U0 负漂时Rp 并于R3 上,也视U0 正负决定Rs 串联位置。

图5-11 标准开环压阻全桥电路

图5-12 半开环的力敏全桥

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