傳感器性能溫度補償常用方法有哪些？
發(fā)布時間：2022年03月31日 16時16分32秒
次瀏覽有些航空傳感器，在實際使用過程中已經(jīng)發(fā)現(xiàn)某些環(huán)境因素會對其性能產(chǎn)生影響。大量傳感器的敏感元件采用金屬或半導(dǎo)體材料，由于金屬和半導(dǎo)體材料對溫度變化具有固有的敏感特性，因此，當環(huán)境溫度變化時，傳感器的初始零點和輸出靈敏度會產(chǎn)生溫度漂移，為了削弱外部環(huán)境因素對傳感器的性能影響，人們開展了對傳感 器的補償技術(shù)研究，其中較為常見的是溫度補償。
對應(yīng)變式傳感器和壓阻式傳感器進行溫度補償主要采用硬件補償和軟件補償方法。硬件補償包括橋臂并聯(lián)電 阻法，橋臂熱敏電阻補償法，橋外串并聯(lián)熱敏電阻補償法等。硬件補償通常根據(jù)高低溫環(huán)境下傳感器的測試數(shù)據(jù)，選擇對應(yīng)的溫度補償元件，對傳感器的初始零點和輸出靈敏度漂移進行補償。常見的軟件補償方法有插值法、最小二乘法擬合、BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)算法等。軟件補償是以測溫元件采集的實時環(huán)境溫度為依據(jù)，將傳感器的 零點、靈敏度與溫度變化的算法集成到高速運算的單片機里，實現(xiàn)傳感器的實時溫度補償。采用硬件修正無法進行復(fù)雜算法補償并且補償電路也容易受電磁環(huán)境等的影響，相比之下，軟件補償方法精度高，應(yīng)用范圍廣，調(diào)試簡單，因此成為傳感器溫度補償?shù)某Ｓ梅椒ā?/p>
東華大學的張倩等人采用差分進化算法優(yōu)化BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的算法。對壓阻式壓力傳感器進行溫度補償從而改善BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)，在通過訓練得到權(quán)值和閾值時易陷入局部極小的問題，有效降低溫度對壓阻式壓力傳感器的影響。南京航空航天大學的蔣文亮等人以FPGA為核心，搭建了壓力傳感器的硬件構(gòu)架 ，采用二維線性插值算法對壓力進行補償與修正，消除因工作溫度環(huán)境參數(shù)發(fā)生變化而引起的信號漂移，滿足航空發(fā)動機全權(quán)限數(shù)字系統(tǒng)對壓力傳感器的測量精度和溫度環(huán)境實用性要求。電子科技大學的歐陽承曦設(shè)計了數(shù)字傳感信號調(diào)理方案和模擬傳感信號調(diào)理方案兩種溫度補償方案，并在硬件補償?shù)幕A(chǔ)上集成了軟件補償?shù)姆椒?，實現(xiàn)了在 -55~120℃的寬溫度范圍內(nèi)對硅壓阻式壓力傳感器的高精度溫度補償。
為了減小實際工作環(huán)境對航空傳感器性能的影響，傳感器的設(shè)計研制蘋位針對傳感器的敏感環(huán)境應(yīng)力采取了有效的補償方法，如常見的溫度補償，并給出了一定的校準曲線，一定程度上提高和改善了傳感器的技術(shù)性 能和應(yīng)用范圍，有利于傳感器的優(yōu)化設(shè)計。但該種補償方式，尤其是對多環(huán)境因素影響采取的樸償方式，還不能全面、準確地描述環(huán)境因素對被測傳感器性能的綜合性動態(tài)性影響。因此還需要加強這方面的研究，另外也可 以從新材料、新結(jié)構(gòu)方向出發(fā)，開展新型傳惑器的開發(fā)研制。例如藍寶石高溫壓力傳感器和高溫壓電振動傳感器，增強傳感器環(huán)境適應(yīng)性，解決傳感器性能易受環(huán)境影響的問題。
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