倾角传感器的温度补偿研究.pdf

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1、l4传感器与微系统(TransducerandMicrosystemTechnologies)2014年第33卷第10期DOI：10．13873／J．1000-9787(2014)10--0014--03倾角传感器的温度补偿研究于娜，刘志远，赵佳龙(中国电子科技集团公司第四十九研究所i黑龙江哈尔滨150001)摘要：半导体元件参数随温度变化而产生的温度漂移，将导致倾角传感器本身存在测量偏差，影响倾角测量的准确度。介绍了一种温度补偿方法，对基于加速度原理的差分电容式倾角传感器进行了温度补偿。经过试验验证

2、结果表明：这种方法能够实现倾角传感器的温度补偿，在-55-85℃温度范围内可将倾角传感器的温漂降低1个数量级，有效地减少了环境温度对倾角传感器性能的影响。关键词：倾角传感器；加速度；温度补偿中图分类号：TP212文献标识码：A文章编号：1000-9787(2014)10-0014--03ResearchoftemperaturecompensationofinclinationsensorYUNa，LIUZhi-yuan，ZHAOJia—long(The49thResearchInstitute，Ch

3、inaElectronicsTechnologyGroupCorporation，Harbin150001，China)Abstract；Temperaturedriftofparametersofsemiconductorelementsalongwithvariationoftemperature，willcauseinclinationsensorexistsmeasurementdeviationwhichimpactaccuracy．Introduceatemperaturecompensa

4、tionmethodwhichcarryouttemperaturecompensationondifferentialcapacitiveinclinationsensorbasedonaccelerationprinciple．Thetestresultsshowthatthismethodcanrealizetemperaturecompensationofinclinationsensorandthetemperaturedriftdeclineoneorderofmagnitudeatthe

5、temperaturerangeof-55℃一85℃．andeffectivelyreducesimpactofenvironmenttemperatureoncharacteristicsofinclinationsensor．Keywords：inclinationsensor；acceleration；temperaturecompensation0引言高，灵活性差，结构复杂，很难达到理想效果。软件补偿是在航天航空、军事火控、地质测绘、桥梁检测、机械建筑通过实验进行误差分离和补偿，随着Ic技术的

6、发展，在等领域中，为了达到状态监测和姿态控制的目的，要求倾角线可编程的处理器件可以更加方便地修改参数，控制精度传感器能精确测量某平面相对水平面的倾斜角度。在高精和时间，因此，目前对倾角传感器多采用软件方式进行温度度激光仪器水平、船舶航行姿态测量、地质设备倾斜监测、补偿。卫星通信车、姿态检测等领域也都需要用倾角传感器对角针对倾角传感器的温漂问题，本文提出了一种温度补度进行精确测量。由于倾角传感器长期工作在露天等环境偿方法，试验表明：该方法极大减低了温度对倾角传感器的恶劣的场合，工作环境温度变化较大，且温

7、度变化引起的热影响，取得了良好的补偿效果。输出会带来较大的测量误差，特别是半导体元件参数随温1倾角传感器原理与电路结构度变化而产生的温度漂移，将导致倾角传感器本身存在测1．1测量原理量偏差，影响倾角测量的准确度。同时，温度变化也影传感器选用的是COLIBRYS公司的MS9000系列加速响零点和灵敏度值的大小，继而影响到传感器的静特性，所度芯片J，该芯片是基于加速度原理的电容式敏感芯片，以，必须采取措施以减少或消除温度变化带来的影响，即必其原理如图1所示。该差动电容由一对定极板和一个动极须进行温度补偿。

8、板组成，动极板与横梁相连，当有向左加速度信号时，电容倾角传感器温度补偿方法一般分为硬件补偿法和软件G。减小，增大；同理，加速度反向时，C增大，c2减小，补偿法。硬件补偿法主要是通过改变器件结构、材料、工作两个电容成差动输出，通过检测电路将其转换成电压信号环境和工艺等方法提高测量结果的可靠性来实现的，它的优点是硬件参数比较固定．利于量产，缺点是控制精度不输出，根据此电压信号即可计算出加速度的大小。收稿自期：2014·_07-23第lO期于娜，等：倾角传感器