温度补偿篇-硅压阻式智能压力传感器
文章来源：吉创仪表
作者：小艾
发布时间：2019-04-17 09:04:39
在实际应用当中，硅压阻式压力传感器的确面临着温度补偿问题
文本关键词：压力传感器,温度补偿,智能压力传感器
硅压阻式智能压力传感器温度补偿的意义在对硅压阻式压力传感器的研究方向中，除了开发耐高温，及用于微机械加工的压力传感器，还有一个重要的研究方向是温度漂移的补偿，在实际应用当中，硅压阻式压力传感器的确面临着温度补偿问题。硅材料会受到温度的影响，导致零点漂移和灵敏度漂移，它来源于半导体物理性质对温度的敏感性。
零位漂移是因为扩散电阻阻值随温度改变而发生变化。扩散电阻的温度系数因薄层电阻不同而异。表面杂质浓度高时，薄层电阻小，温度系数亦小，反之，薄层电阻增加，温度系数增大。由于工艺上的原因，难以使 4 个桥臂电阻温度系数完全相同，因此，不可避免的要产生零位漂移。所以，适当提高表面杂质浓度，可以减小温度系数，进而减小零位漂移。但是，过高的杂质浓度会降低传感器的灵敏度。
硅压阻式压力传感器的灵敏度漂移是由于压阻系数随温度改变而引起的。当温度升高时，压阻系数减小，反之则增大。所以，当温度升高时，传感器灵敏度降低。如果提高扩散电阻的表面杂质浓度，压阻系数随温度变化要小一些，但传感器的灵敏度同样会降低。因此，对压阻式压力传感器进行温度补偿在实际应用当中显得相当重要。硅压阻式智能压力传感器温度补偿研究现状在对压阻式压力传感器的温度误差补偿这一领域里，国外一直都走在前列，早在多年前就己经有人在从事这方面的研究，并取得了很大的进步，提出了很多种不同的补偿方法，并己将某些研究成果应用于相关的生产实践中。
例如美国著名的传感器公司 kulite 公司就基于相关的补偿方法研制出了一套补偿系统，并己经应用于生产，但是这个系统跟一台专用的计算机捆绑销售，而且其价格十分昂贵，每台售价大约要 35 万美元。
在国内，近年来在这方面的理论研究也取得了很大的进步，如沈阳仪器仪表工艺研究所在国内首次解决了扩散硅力敏芯片的温度灵敏度自补偿工艺，但是都苦于没有一个精确的、可方便的应用于生产实践数学模型来计算补偿电阻的大小，难以实现在生产线上快速自动的补偿，效率不高。
由于温度是影响压力传感器线性度的主要原因，温度漂移效应补偿研究成为众所关注的课题，近年来发表此方面的论文也比较多，归纳起来有两大类：
硬件补偿:在桥臂上串、并联恰当恒定电阻法，桥臂热敏电阻补偿法，桥外串、并联热敏电阻补偿法，双电桥补偿技术、三极管补偿技术等。
软件补偿:软件补偿是将微处理器与压力传感器结合起来，充分利用丰富的软件功能、结合一定的补偿算法对传感器温度的附加误差进行修正。软件补偿的算法有曲线拟合法和表格法。曲线拟合法又可分为最佳拟合直线法和多项式曲线拟合法。还有反函数法及目前比较流行的神经网络法等。都可用于压力传感器温度漂移的补偿。
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