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压阻式压力传感器温度补偿的研究与实现

夏勇  
【摘要】:压阻式压力传感器是利用半导体材料硅的压阻效应制成的传感器,具有灵敏度高,动态响应快,测量精度高,稳定性好,工作温度范围宽,易于小型与微型化,便于批量生产与使用方便等特点。因此,它是一种发展迅速,应用广泛的新型传感器。压阻式压力传感器的一个主要问题是温度补偿问题,由于温度会对传感器的灵敏度及测量精度产生很大的影响,在相当程度上限制了压阻式压力传感器的使用,对传感器进行温度补偿显的尤为重要。 论文中介绍了国内外研究现状,分析了多种补偿方法,指出其利弊,总结补偿思想,同时介绍了现代信号调理技术的发展。 应用信号调理芯片是现代常用的一种补偿方法。本论文应用智能化的模拟一数字混合信号调理技术,采用MAX1457,开发出了一整套温度补偿系统,经调理后的传感器综合误差不超过0.1%。MAX1457是一种专用传感器信号调理芯片。此芯片集成化程度较高,可以补偿硅压阻式压力传感器的温度误差和非线性误差。论文首先介绍了MAX1457芯片的结构、及相关数学公式推倒,分析了芯片的设计思路,在结合压力传感器自身特点的基础上,深入分析了补偿思想,分析了能够实现高精度补偿的原因,设计了单路补偿模块,并成功地开发出了多路补偿系统,论文中介绍了相关的硬件电路及软件的核心代码。


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