压阻式传感器多路温度补偿系统的设计-论文.pdf

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1、2014矩仪表技术与传感器2014第8期InstrumentTechniqueandSensorNo．8压阻式传感器多路温度补偿系统的设计彭军皓，蒋庆，汤建斌，周乔军(中国计量学院计量测试工程学院，浙江杭州310018)摘要：为解决压阻式传感器存在的温度漂移问题，设计了一种基于MAX1452信号调理芯片的多路自动温度补偿系统。介绍了传感器多路自动温度补偿系统的整体结构，着重阐述了系统的软硬件设计和自动补偿过程。利用设计的多路校准模块，系统一次可以补偿80只传感器。实验结果表明：整个系统工作稳定，传感器经过补偿以后在一30～90℃温度范围内稳

2、定特性良好且综合误差不大于0．4％。关键词：压阻式传感器；温度漂移；多路自动补偿；MAX1452中图分类号：TP212文献标识码：A文章编号：1002—1841(2014)08—0001—03Multi—channelCompensatingSystemofPiezoresistiveSensorPENGJun—hao，JIANGQing，TANGJian-bin，ZHOUQiao-jun(ColegeofMetrologyandMeasurementEngineering，ChinaJiliangUniversity，Hangzhou31

3、0018，China)Abstract：Inordertosolvetheproblemofpiezoresistivesensor’Stemperaturedrift，amulti-channelcompensatingsystemofpiezoresistivesensorbasedonMAX1452waspresented．Theframeofthismulti—channelcompensatingsystemwasintroduced．Thispaperdescribedthedesignofsoftwareandhardware

4、，andtheexecutiveprocessesofcompensation．Thesystemcancompen-sate80sensorsonceatimewithmultiplecalibrationmodules．Theresultsshowthattheitisareliablesystemwithgoodeffect，whichthepressuresensorislinearfrom一30℃tO90qCandtheprecisionofpressuretestingisbetterthan0．4％。Keywords：piez

5、oresistivesensor；temperaturedrift；multi·channelautomaticcompensation；MAX14520引言多路校准模块压阻式传感器具有功能强、精度高、体积小、微功耗和高性计价比等优势，它在航空、航天、医疗、生物和海洋工程等各个领域得到了广泛应用⋯。但由于半导体材料的固有特性，压阻式算传感器普遍存在着一致性差、温度漂移和非线性等问题，其中机画画⋯嘲温度漂移对传感器精度影响最大“。因此，实现传感器批量化自动温度补偿是一件非常重要工作。精密压力控制器目前，传感器的温度补偿方案有很多种J，文中针对

6、集图1系统结构框图成一体化的传感器设计了一种基于MAX1452信号调理芯片，整个系统以计算机为控制核心，与精密压力控制器、高低以计算机为通信终端的多路传感器自动温度补偿系统。该系温实验箱和待补偿传感器实现一个闭环反馈控制，使系统控制统可以一次补偿80只传感器，经实验验证系统工作稳定可靠。精度与稳定性显著提高，并且与单路补偿相比，可以实现一次1系统结构对80只传感器进行温度补偿，提高了工作效率。整个系统主要由5部分组成：计算机、高低温实验箱、精密2硬件部分设计压力控制器、多路校准模块和待补偿的传感器。其中待补偿的2．1传感器补偿电路传感器是由

7、补偿电路和压力芯体组成的集成传感器。系统结传感器补偿电路是传感器的重要组成部分，也是整个系统构框图如图1所示。能否实现温度补偿的关键。它主要由1个MAX1452和1个在系统结构图中，精密压力控制器选用可调气体压力控制GM6155组成，如图2所示。MAX1452作为补偿电路的核心，是DruckPACF_5000，压力控制精度达到0．003％FS，最大量程可达一款高度集成的信号调理芯片，其内部结构包括1个l6级可21MPa，用来给传感器提供所需的标准压力；高低温实验箱温编程增益放大器(PGA)、1个768字节的内部EEPROM、4个16度范围为

8、一50～150cc，控制精度0．1oC，它为传感器提供各补位数模转换器(DAC)、1个8位模数转换器(ADC)、1个内嵌的偿点所需的环境温度；多路校准模块可实现计算机与各个传感温