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基于V-F变换的硅压阻压力传感器的处理电路 被引量:11
1
作者 张燕琴 邢维巍 景标 《传感技术学报》 CAS CSCD 北大核心 2016年第2期161-165,共5页
针对硅压阻压力传感器提出了一种基于电桥本身参数的温度自补偿方法,并设计了一种差分输入、双参数输出的高精度处理电路用以获得电桥参数。该电路用简单元件搭建差分输入的电荷平衡式V/F转换器,根据不同组态的频率输出解算电桥参数。... 针对硅压阻压力传感器提出了一种基于电桥本身参数的温度自补偿方法,并设计了一种差分输入、双参数输出的高精度处理电路用以获得电桥参数。该电路用简单元件搭建差分输入的电荷平衡式V/F转换器,根据不同组态的频率输出解算电桥参数。该电路巧妙地利用差分输入方式消除了共模电压引起的误差,巧妙借用参考电阻消除了基准频率的影响,最终的输出频率只与被测量和参考电阻有关。经实验验证,电桥电阻的测量精度能达到0.006 8%,经补偿后的压力传感器精度可达0.039%,相比补偿之前提高了一个数量级。 展开更多
关键词 硅压阻压力传感器 温度自补偿 V-F变换 电桥电 电荷平衡
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基于MAX1452的硅压阻压力传感器数字补偿设计与拟合分析 被引量:8
2
作者 姚敏强 曹晓婷 李拉兔 《计测技术》 2016年第4期11-13,36,共4页
随着现代科学与技术的高速发展,高精度传感器的应用日趋成熟。MAX1452作为一种高度集成的模拟传感器信号处理器,具有16引脚SSOP封装、全模拟信号通道、低功耗、温度范围宽等特点,可用于硅压阻压力传感器的数字补偿。硅压阻压力传感器输... 随着现代科学与技术的高速发展,高精度传感器的应用日趋成熟。MAX1452作为一种高度集成的模拟传感器信号处理器,具有16引脚SSOP封装、全模拟信号通道、低功耗、温度范围宽等特点,可用于硅压阻压力传感器的数字补偿。硅压阻压力传感器输出的信号经过MAX1452校准补偿版输出模拟信号,再经过A/D转换器输出数字信号,在这个过程中,MAX1452全模拟信号通道没有引入量化噪声,利用16位DAC实现数字化校正,16位DAC对信号的偏移量和跨度进行校准,实现硅压阻压力传感器的数字补偿。 展开更多
关键词 MAX1452 硅压阻压力传感器 偏移量 跨度
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硅压阻压力传感器优化设计 被引量:3
3
作者 张颖英 邓勇生 +1 位作者 刘涛 高罗强 《物联网技术》 2019年第8期24-25,27,共3页
采用硅压阻敏感芯体制作的传感器具有较高的精度和较好的长期稳定性,被广泛运用于压力传感器中。但普通的硅压阻敏感芯体在测量发动机仪器舱内气体压力和头罩部位气体压力时,出现了信号跳变的异常现象。通过对硅压阻敏感芯体工作原理进... 采用硅压阻敏感芯体制作的传感器具有较高的精度和较好的长期稳定性,被广泛运用于压力传感器中。但普通的硅压阻敏感芯体在测量发动机仪器舱内气体压力和头罩部位气体压力时,出现了信号跳变的异常现象。通过对硅压阻敏感芯体工作原理进行分析,以及对敏感芯体充油工艺的分析,发现普通敏感芯体信号跳变是由于芯体在振动和低气压复合环境下内部硅油出现了空化现象。可选择采用高真空的硅压阻敏感芯体来杜绝芯体内部硅油空化现象的发生,试验证明,该方法可有效解决信号跳变这一问题。 展开更多
关键词 硅压阻压力传感器 敏感芯体 信号跳变 空化 振动
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基于扩散硅压阻压力传感器的压差测量 被引量:3
4
作者 赵松玲 韩昕彤 桑艺珂 《南方农机》 2020年第4期244-245,共2页
在力或压力(压强)传感器中,金属电阻应变片精度较高、性能较为稳定,被广泛应用。不过,这类传感器存在灵敏系数小的缺点,为了克服这一缺点,半导体应变片随之出现。用半导体材料制作而成的应变片称为压阻式传感器,其中,扩散硅压阻式压力... 在力或压力(压强)传感器中,金属电阻应变片精度较高、性能较为稳定,被广泛应用。不过,这类传感器存在灵敏系数小的缺点,为了克服这一缺点,半导体应变片随之出现。用半导体材料制作而成的应变片称为压阻式传感器,其中,扩散硅压阻式压力传感器因具有频率响应高、精度高、灵敏度高、可靠性高等优点而被广泛采用。文章在扩散硅压力传感器具有压阻效应工作原理的基础上,借助扩散硅压阻式压力传感器的实训装置进行气压差的测量。 展开更多
关键词 扩散硅压阻压力传感器 效应 测量
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硅压阻压力传感器调理电路设计与验证
5
作者 王浩 张弛 赵建平 《仪表技术与传感器》 CSCD 北大核心 2022年第11期7-11,共5页
文中提出了一种硅压阻压力传感器的调理电路。首先,针对硅压阻压力传感器精度取决于激励源的特性,提出了一种高精度直流电压激励电路,该激励电路采用负反馈结构,且具有过流保护功能,当外部发生过流故障时,恒压源输出变为占空比可配置的... 文中提出了一种硅压阻压力传感器的调理电路。首先,针对硅压阻压力传感器精度取决于激励源的特性,提出了一种高精度直流电压激励电路,该激励电路采用负反馈结构,且具有过流保护功能,当外部发生过流故障时,恒压源输出变为占空比可配置的PWM形式,有效提高了电路可靠性;其次,针对硅压阻压力传感器输出阻抗较大的问题,利用传感器全桥结构提出了“双上拉电阻”方案,在实现开路检测功能的同时,对硅压阻压力传感器输出误差影响可忽略不计,并设计了基于仪表运放的放大电路及滤波电路;最后,对该电路进行了测试验证,结果表明激励电压精度为0.2%,传感器输出调理精度为0.5%,满足压力高精度调理需求。 展开更多
关键词 硅压阻压力传感器 调理电路 精密电 开路检测
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硅压阻式压力传感器耐冲击设计改进 被引量:1
6
作者 王臻 王伟 +1 位作者 王言徐 刘俊琴 《自动化与仪表》 2024年第8期74-77,共4页
在液压伺服系统中,压力传感器是重要的测量器件,其中硅压阻式压力传感器应用最为广泛。由于压力传感器会遇到压力冲击的恶劣环境,强烈的压力冲击会造成压力敏感芯体的波纹膜片凹陷,甚至撕裂,最终导致传感器的失效。为了解决该问题,该文... 在液压伺服系统中,压力传感器是重要的测量器件,其中硅压阻式压力传感器应用最为广泛。由于压力传感器会遇到压力冲击的恶劣环境,强烈的压力冲击会造成压力敏感芯体的波纹膜片凹陷,甚至撕裂,最终导致传感器的失效。为了解决该问题,该文利用液压系统的阻尼原理,在压力传感器内增加了阻尼设计。利用AMESim软件对设计进行建模和仿真,并对改进后的传感器进行实际测试。结果表明,阻尼设计改进可以提高硅压阻式压力传感器的耐冲击性。 展开更多
关键词 硅压阻压力传感器 尼设计 仿真
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温阶环境下基于桥压测温的压力传感器温度补偿
7
作者 潘岚青 程新利 +1 位作者 王冰 谢南南 《仪表技术与传感器》 北大核心 2025年第3期15-19,共5页
为了克服压阻式压力传感器在温度分布不均匀环境中温度补偿效果差、压力测量精度低的问题,设计使用惠斯登电桥的桥臂电压测量力敏结构的实际温度,提高传感器温度补偿效果和测量精度。实验采用对比法,实验组和对照组采用相同型号的压力... 为了克服压阻式压力传感器在温度分布不均匀环境中温度补偿效果差、压力测量精度低的问题,设计使用惠斯登电桥的桥臂电压测量力敏结构的实际温度,提高传感器温度补偿效果和测量精度。实验采用对比法,实验组和对照组采用相同型号的压力传感器、处理硬件电路、温度补偿算法及补偿温度点,但分别使用Pt1000与桥压测温2种方式进行传感器温度系数补偿。实验发现:高低温实验箱稳态温度环境下,2种方式压力测量精度接近;但在温度变化及温阶环境下,采用Pt1000测温补偿方式的传感器精度出现较大波动,而采用桥压测温补偿方式的传感器精度基本不受影响。实验证明:在复杂温度变化环境下,使用桥压测温补偿方式可以有效保障压力传感器测量精度。 展开更多
关键词 测温 温度补偿 压力传感器 温阶
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硅压阻式压力传感器温度补偿建模与算法研究 被引量:10
8
作者 孙凤玲 于海超 +2 位作者 王金文 方建雷 杨永刚 《微纳电子技术》 CAS 2007年第7期48-50,共3页
微电子技术的发展促进了硅传感器的加工工艺水平的提高,使硅传感器获得良好的一致性、稳定性和可靠性,而半导体的温度特性使硅压力传感器的零点和灵敏度随温度而发生漂移。针对硅压阻式压力传感器这一"弱点",介绍一种基于压... 微电子技术的发展促进了硅传感器的加工工艺水平的提高,使硅传感器获得良好的一致性、稳定性和可靠性,而半导体的温度特性使硅压力传感器的零点和灵敏度随温度而发生漂移。针对硅压阻式压力传感器这一"弱点",介绍一种基于压力芯片的惠斯顿电桥建立外接电阻补偿网络的数学模型,利用MatLab优化工具箱提供的优化方法构建算法,对补偿电阻求解,实现对温度漂移的补偿。该方法更有助于基于硅压阻式压力芯片的OEM型产品的大规模量产。 展开更多
关键词 压力传感器 漂移 惠斯顿电桥 补偿 优化
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硅压阻式压力传感器误差修正算法的FPGA实现 被引量:10
9
作者 华振宇 徐大诚 《传感器与微系统》 CSCD 2017年第2期101-103,106,共4页
针对现场可编程门阵列(FPGA)的输入输出(I/O)资源丰富、并行执行特点对设计大规模硅压阻式压力传感器补偿系统以及提高其补偿效率有一定的意义,提出了一种FPGA补偿系统设计方案并对传感器输入输出存在的非线性误差,设计了32位单精度浮... 针对现场可编程门阵列(FPGA)的输入输出(I/O)资源丰富、并行执行特点对设计大规模硅压阻式压力传感器补偿系统以及提高其补偿效率有一定的意义,提出了一种FPGA补偿系统设计方案并对传感器输入输出存在的非线性误差,设计了32位单精度浮点运算单元实现曲线拟合法中的多项式拟合算法,使用Verilog语言在Xilinx ISE中实现FPGA的逻辑设计、仿真和综合。结果证明:设计的可在FPGA中综合实现的多项式拟合算法效果显著,可以对非线性系统进行校正,有较高的应用价值。 展开更多
关键词 压力传感器 非线性校正 现场可编程门阵列 曲线拟合
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曲面拟合算法在硅压阻式压力传感器温度特性研究中的应用 被引量:3
10
作者 庞芳 张海丰 +3 位作者 葛洪亮 张宇 崔虹云 王东方 《佳木斯大学学报(自然科学版)》 CAS 2017年第1期100-102,共3页
通过曲面拟合算法推导出了硅压阻式压力传感器的待定常系数的拟合方程。并利用MATLAB软件计算得到拟合方程的常系数,最后给出了确定常系数的拟合方程。曲面拟合算法得到的线性的P和U方程很好地消除了二次项所导致的偏差,成功地解决了硅... 通过曲面拟合算法推导出了硅压阻式压力传感器的待定常系数的拟合方程。并利用MATLAB软件计算得到拟合方程的常系数,最后给出了确定常系数的拟合方程。曲面拟合算法得到的线性的P和U方程很好地消除了二次项所导致的偏差,成功地解决了硅压阻式压力传感器温度的响应问题。 展开更多
关键词 曲面拟合算法 压力传感器 拟合方程
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一种硅压阻式压力传感器温度补偿算法及软件实现 被引量:9
11
作者 刘永涛 徐大诚 郭述文 《现代电子技术》 2013年第12期18-20,24,共4页
硅压阻式压力传感器的零点温度漂移和灵敏度温度漂移是影响传感器性能的主要因素之一,如何能使该类误差得到有效补偿对于提高其性能很有意义。通过对硅压阻式压力传感器建立高阶温度补偿模型进行温度误差补偿是一种有效的方法,并在该模... 硅压阻式压力传感器的零点温度漂移和灵敏度温度漂移是影响传感器性能的主要因素之一,如何能使该类误差得到有效补偿对于提高其性能很有意义。通过对硅压阻式压力传感器建立高阶温度补偿模型进行温度误差补偿是一种有效的方法,并在该模型基础上给出了拟合系数计算方法,并用Matlab GUI软件来实现温度补偿系数计算,进而实现传感器输出的动态温补,达到了很好的输出线性性。实验结果表明,补偿后传感器输出的非线性误差小于0.5%F.S。 展开更多
关键词 压力传感器 温度补偿系数 温度补偿算法 温度补偿模型
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基于FOA-LSSVM算法的扩散硅压阻式压力传感器温度补偿 被引量:4
12
作者 尹家乐 卢文科 +1 位作者 左锋 张珏 《自动化仪表》 CAS 2020年第7期15-19,24,共6页
扩散硅压阻式压力传感器具有精度高、灵敏度高、动态响应快等优点,但是存在严重的温度漂移现象,因此必须对其进行温度补偿。针对扩散硅压阻式压力传感器的温度漂移现象,设计了一种基于果蝇算法优化最小二乘支持向量机(FOA- LSSVM)算法... 扩散硅压阻式压力传感器具有精度高、灵敏度高、动态响应快等优点,但是存在严重的温度漂移现象,因此必须对其进行温度补偿。针对扩散硅压阻式压力传感器的温度漂移现象,设计了一种基于果蝇算法优化最小二乘支持向量机(FOA- LSSVM)算法的温度补偿模型。首先,运用MPX10扩散硅压阻式压力传感器和LM35温度传感器,进行压力和温度的二维标定试验。然后,利用果蝇优化算法(FOA)自动寻优的优点,解决了最小二乘支持向量机(LSSVM)手动选取参数的问题,从而提高了算法的效率和补偿精度。试验证明,运用FOA- LSSVM算法对扩散硅压阻式压力进行温度补偿,零位温度系数( α 0 )和灵敏度温度系数( α s )均提高了一个数量级,达到了对该传感器温度补偿的目的。 展开更多
关键词 扩散压力传感器 温度补偿 果蝇算法(FOA) 最小二乘支持向量机(LSSVM) 温度漂移 零位温度系数 灵敏度温度系数
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扩散硅压阻式压力传感器非线性误差纠正方法 被引量:7
13
作者 杨秋菊 王彤 《哈尔滨工程大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2023年第3期466-472,共7页
针对扩散硅压阻式压力传感器非线性误差纠正易受到误差传递算法的影响,导致纠正后最大相对波动较高的问题,本文提出基于恢复函数的压力传感器非线性误差纠正方法。采集扩散硅压阻式压力传感器信号数据,去除噪音信号,以恢复函数为基础,... 针对扩散硅压阻式压力传感器非线性误差纠正易受到误差传递算法的影响,导致纠正后最大相对波动较高的问题,本文提出基于恢复函数的压力传感器非线性误差纠正方法。采集扩散硅压阻式压力传感器信号数据,去除噪音信号,以恢复函数为基础,设计传感器的非线性误差传递算法;利用支持向量机算法构建非线性误差校正模型,再通过遗传算法优化模型参数,实现误差的良好补偿。实验结果表明:本文所提出的纠正方法应用效果与文献相比,传感器的最大相对波动分别降低了13.53%与7.08%,具有更优的应用性能,值得推广。 展开更多
关键词 恢复函数 扩散压力传感器 非线性误差 校正模型 支持向量机 遗传算法 测量误差分布 补偿
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硅压阻式压力传感器在桩土接触面受力测试的探究 被引量:1
14
作者 牟洋洋 张明义 +2 位作者 白晓宇 高强 王建刚 《工程勘察》 2017年第10期6-12,共7页
近些年,随着众多学者对桩土相互作用的研究和认识逐渐深入,关于桩土接触面的受力特性的研究成为热点。但在预制桩贯入过程、休止期及静载荷试验中桩土界面受力状态如何能够被准确测试一直是研究的难点。硅压阻式压力传感器是一种智能化... 近些年,随着众多学者对桩土相互作用的研究和认识逐渐深入,关于桩土接触面的受力特性的研究成为热点。但在预制桩贯入过程、休止期及静载荷试验中桩土界面受力状态如何能够被准确测试一直是研究的难点。硅压阻式压力传感器是一种智能化测试元件,并且因其优良的测试特性而被应用于土与混凝土结构物的接触问题中。本文通过详细阐述硅压阻式压力传感器的结构组成、测试原理以及其在试验中的应用和试验结果的分析,论证了其被应用于预制桩贯入过程、休止期及静载荷试验中判断测试桩桩土界面力学机制的可行性,并为硅压阻式压力传感器测试技术应用于岩土工程其他相关领域开辟了一条新路径。 展开更多
关键词 压力传感器 桩土接触面 受力测试
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硅压阻式压力传感器测量误差在线补偿方法研究 被引量:32
15
作者 闫文吉 陈红亮 +2 位作者 陈洪敏 王力 董静 《仪器仪表学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2020年第6期59-65,共7页
由于硅压阻式压力传感器的测量精度易受温漂和非线性等因素影响,而现有测量误差数字补偿方法实时性不高,因此提出了一种基于二元插值算法的异频分步在线补偿方法。首先采用三次样条插值算法对传感器输出电压和工作温度插值,抑制温漂;然... 由于硅压阻式压力传感器的测量精度易受温漂和非线性等因素影响,而现有测量误差数字补偿方法实时性不高,因此提出了一种基于二元插值算法的异频分步在线补偿方法。首先采用三次样条插值算法对传感器输出电压和工作温度插值,抑制温漂;然后利用拉格朗日插值算法对压力和电压进行分段插值,减小非线性误差;同时降低温度的插值频率以减少每个压力插值周期内计算量,克服了传统的插值补偿方法将两个变量在一个插值周期内计算时间长的缺点。通过传感器标定和误差补偿实验验证了该方法的补偿精度在0~60℃的温度范围内满足±0.05%FS的误差要求,并且在设计的采集系统上实现1 kHz的数据输出速率。实验结果表明该方法可以有效地提高硅压阻式压力传感器的测量精度,且具有较高的实时性,能够实现误差在线补偿。在航空发动机试验的气体压力测量中具有一定的工程应用价值。 展开更多
关键词 压力传感器 测量误差 异频分步补偿 在线补偿 二元插值
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硅压阻式压力传感器的高精度补偿算法及其实现 被引量:14
16
作者 聂绍忠 《自动化仪表》 CAS 2018年第6期49-53,共5页
硅压阻式压力传感器广泛应用于汽车、医疗、航空航天、环保等领域。随着科学技术的发展,各领域对压力测量精度的要求越来越高。但由于半导体材料的固有特性,硅压阻式压力传感器普遍存在零点随温度漂移、灵敏度随温度变化和非线性等问题... 硅压阻式压力传感器广泛应用于汽车、医疗、航空航天、环保等领域。随着科学技术的发展,各领域对压力测量精度的要求越来越高。但由于半导体材料的固有特性,硅压阻式压力传感器普遍存在零点随温度漂移、灵敏度随温度变化和非线性等问题。为了提高硅压阻式压力传感器测量精度、降低输出误差,对该传感器的几种常用补偿算法进行了对比分析和研究,提出了一种基于最小二乘法的曲面拟合高精度补偿算法。该补偿算法能有效消除硅压阻式压力传感器零点漂移、灵敏度漂移和非线性误差,提高该传感器的输出精度。试验结果表明,在-40^+80℃温度范围内,硅压阻式压力传感器经该补偿算法计算后,测量精度得以大幅度提高,输出误差小于0.01%F·S。 展开更多
关键词 压力传感器 零点漂移 灵敏度漂移 非线性 曲面拟合 补偿算法
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耐高温压阻式压力传感器研究与进展 被引量:7
17
作者 王权 丁建宁 +1 位作者 薛伟 凌智勇 《仪表技术与传感器》 CSCD 北大核心 2005年第12期1-3,共3页
传统的硅扩散压阻式压力传感器用重掺杂4个 P 型硅应变电阻构成惠斯顿电桥的力敏检测模式,采用 PN 结隔离,高温压阻式压力传感器取消了 PN 结隔离,与半导体集成电路平面工艺兼容,符合传感器的发展方向。根据力敏材料的分类,分别介绍了... 传统的硅扩散压阻式压力传感器用重掺杂4个 P 型硅应变电阻构成惠斯顿电桥的力敏检测模式,采用 PN 结隔离,高温压阻式压力传感器取消了 PN 结隔离,与半导体集成电路平面工艺兼容,符合传感器的发展方向。根据力敏材料的分类,分别介绍了多晶硅中高温压力传感器、SiC 高温压力传感器和单晶硅 SOI(silicon on insulator)高温压力传感器的基本工作原理和国内外的发展现状,重点论述了 BESOI(bonding and etch-back SOI)、SMARTCUT 和 SIMOX(separation by implanted oxygen)技术的 SOI 晶片加工工艺,以及由此晶片微机械加工成的芯片封装的高温微型压力传感器部分特性,对此领域的发展作了展望。 展开更多
关键词 高温压力 多晶 扩散压力传感器 研究进展
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一种压阻式压力传感器误差修正的软件方法 被引量:4
18
作者 谢聂 朱家海 《传感器技术》 CSCD 北大核心 2003年第3期57-59,共3页
针对硅压阻式压力传感器的误差特性,设计了一种对其非线性及温度变化所引起的误差进行补偿的软件算法。该算法根据实验确定的修正系数,直接由微处理器对传感器信号进行数字化的修正,已在一定的温度和压力范围内实现0.1%的测量精度,可直... 针对硅压阻式压力传感器的误差特性,设计了一种对其非线性及温度变化所引起的误差进行补偿的软件算法。该算法根据实验确定的修正系数,直接由微处理器对传感器信号进行数字化的修正,已在一定的温度和压力范围内实现0.1%的测量精度,可直接应用于硅压阻式压力传感器的设计。 展开更多
关键词 压力传感器 误差修正 软件算法
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硅压阻式压力传感器智能校准系统设计
19
作者 彭顺 《中国科技期刊数据库 工业A》 2019年第11期00446-00446,448,共2页
在硅压阻式压力传感器使用的时候,会出现温度漂移等问题,影响了器材使用的最终成效,必须要引起充分的重视。在这种情况下,相关设计人员就应该针对传感器自身的性能情况和内部构架,设计出一套智能校准系统,解决传感器使用过程中出现的问... 在硅压阻式压力传感器使用的时候,会出现温度漂移等问题,影响了器材使用的最终成效,必须要引起充分的重视。在这种情况下,相关设计人员就应该针对传感器自身的性能情况和内部构架,设计出一套智能校准系统,解决传感器使用过程中出现的问题。本文先阐述了智能校准系统的应用意义,接着分析智能校准系统的整体设计框架,并从硬件和软件两个层面探讨了系统设计的细节内容,最好还针对设计好的系统进行了相应的实验校验,保证了智能校准系统能够发挥较好的成效。 展开更多
关键词 压力传感器 智能校准 系统设计
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试论硅压阻式压力传感器的温度补偿
20
作者 张鹏 《中国科技期刊数据库 工业A》 2021年第11期63-65,共3页
经济的快速增长,带动了科技的迅猛发展。在此背景下,各种先进技术及高新设备不断涌出,被广泛应用各个行业,促进着社会生产力的提高。其中,就以硅压阻式压力传感器在设备管理中的应用来说,与传统的压力传感器相比,具有灵敏度高、线性好... 经济的快速增长,带动了科技的迅猛发展。在此背景下,各种先进技术及高新设备不断涌出,被广泛应用各个行业,促进着社会生产力的提高。其中,就以硅压阻式压力传感器在设备管理中的应用来说,与传统的压力传感器相比,具有灵敏度高、线性好、体积小等诸多优点。正因为如此,使其一经问世,便得到了业内人士的一致认可和高度追捧。但受半导体材料温度特性的影响,使得这类压力传感器运行中的温度并不稳定,其输出信号会随着温度的改变而受到影响,导致信号传输质量不佳。为了使这种情况得到有效的改善,应对此传感器进行必要的温度调试,从而最大限度的保证传感器信号输出的稳定性。鉴于此,本文将对硅压阻式压力传感器的温度补偿进行分析和探究,以供业内人士交流和借鉴。 展开更多
关键词 压力传感器 温度补偿 压力测量
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