專利名稱：使用溫敏電阻對擴散硅壓力傳感器溫敏系數(shù)的歸一化補償電路的制作方法
技術領域：
本發(fā)明屬于壓力變送器技術領域，具體涉及一種使用溫敏電阻對擴散硅壓力傳感器溫敏系數(shù)的歸一化補償電路。
背景技術：
擴散硅壓力傳感器用于許多工業(yè)控制儀表中，是壓力變送器的主要原材料。擴散硅壓力傳感器直接感受被測介質，壓力傳感器的中的電橋感受到外部壓力，電阻值發(fā)生變化，傳感器輸出的mV信號，輸出信號的大小與壓力的大打小成正比。然而傳感器的輸出受溫度的影響比較大，當使用環(huán)境溫度發(fā)生變化較大時，輸出信號將發(fā)生較大的變化，導致儀表不能測得正確的壓力值。

發(fā)明內容
本發(fā)明是在以往的電阻補償網(wǎng)絡中加入一個溫度系數(shù)補償網(wǎng)絡，具有可調節(jié)性， 補償范圍廣，補償精度高的優(yōu)點。本發(fā)明具體采用如下技術方案一種使用溫敏電阻對擴散硅壓力傳感器溫敏系數(shù)的歸一化補償電路，包括補償版電路，所述補償版電路包括擴散硅傳感器橋型電路，先在橋型電路電流輸入端或電壓輸入端串接第一電阻R1，然后設置第二電阻R2與第一電阻Rl及橋型電路并聯(lián)，還設有溫敏電阻 Rt與第一電阻Rl連接，其特征是，在溫敏電阻Rt和第一電阻Rl之間串接第三電阻R3，然后設置第四電阻R4與溫敏電阻Rt、第一電阻Rl并聯(lián)。本發(fā)明的優(yōu)點是1)用熱敏電阻構建溫敏電阻補償網(wǎng)絡，具有可調節(jié)性，補償范圍更廣；2)用熱敏電阻構建的補償網(wǎng)路可線性調節(jié)，與以往的二極管補償網(wǎng)絡不同，補償精度更高。


圖1為現(xiàn)有技術的補償版電路圖；圖2為本發(fā)明補償網(wǎng)絡部分原理圖。
具體實施例方式如圖1、2所示，一種使用溫敏電阻對擴散硅壓力傳感器溫敏系數(shù)的歸一化補償電路，包括補償版電路，所述補償版電路包括擴散硅傳感器橋型電路，先在橋型電路電流輸入端或電壓輸入端串接第一電阻R1，然后設置第二電阻R2與第一電阻Rl及橋型電路并聯(lián)， 還設有溫敏電阻Rt與第一電阻Rl連接，在溫敏電阻Rt和第一電阻Rl之間串接第三電阻 R3，然后設置第四電阻R4與溫敏電阻Rt、第一電阻Rl并聯(lián)。
本發(fā)明利用溫敏電阻的溫度特性曲線來擬合傳感器的溫度系數(shù)曲線，由于每一只傳感器的溫度系數(shù)曲線都不相同，因此構建一個溫敏系數(shù)補償網(wǎng)絡，用其調節(jié)熱敏電阻的溫度特性曲線，最大程度的與傳感器溫度系數(shù)曲線進行相互抵消。圖1、2中Rt = 1K，構建溫敏系數(shù)補償網(wǎng)絡后，其總電阻& =仍然為1K，R3、R4電
RiXrli-RT)+ (R^Rr)n
阻用來調節(jié)該網(wǎng)絡的溫度特性曲線的斜率，即R' ,,Rr=^--
rB
V' S'
該式是由得到，即橋壓對溫度的導數(shù)等于電橋輸出對溫度的導數(shù)，有了溫敏電阻
Bu
g S 0 1
網(wǎng)絡的溫度特性曲線的斜率，即可求得R3、R4的阻值。根據(jù)歸一化f = g = f和未補償
電橋的輸入阻抗等于補償后的輸入阻抗，即+ R] + R2 + Rr =?？汕蟮肦l、R2的阻值。采用多路采集系統(tǒng)，設備如下高低溫箱、數(shù)字萬用表、電腦、采集軟件、1.5mA恒流源，分別采集未補償傳感器在高溫、常溫時的輸出sug、Suc和橋壓VBug、Vbuc,兩組數(shù)據(jù)。RT為溫度系數(shù)補償網(wǎng)絡的總電阻；Su為未補償時輸出01. 5mA供電，VBu為未補償
n (r + R\) χ R2
時橋壓5mA供電，Sc補償后輸出lOOmvOlOV供電。設4 = re + R] + R2……①式，rB =
rb+rt......②式。在圖1中有G =
VsRb
對％求溫度T的導數(shù)=Vl r由此可得
(Re +RTXRI+ )
(R.+R.y.-^+R^R, (rB + R,)
Vb = (R1+RT)rB-(rB+R^Rt ^ S1 [一 ‘
G，將②式帶入得到G =，
{rB+R,)(rB-RT)Su
.④式c
rB~RT
由②式得^ +仍+汜+盡= 簡化為rB 二元一次方程并求解得到
(RT - R1) + y/ (R、+ Rt + 2R2f(舍去負根)……⑤式。 β 2
S1 Sc 0.1ΓΛ {rB~RT)Vs Vru
由歸一化得到，求得 =κ =-^-由此可得出，
一 K，其中Su、VBu、Vs均為已知量，化簡得rs = Rt + KR、……⑥式，⑤、⑥兩式
^^OSuVs 、VBu、Vs "um里，叫…寸
聯(lián)立可求得A=^^1……⑦式。查表可知25°C時&。= 1000 Ω，將④、⑥、⑦聯(lián)立即可分別求得
「 η n (\-K)rB-Rr=--———L
K
n K(R.+RT)
式中(Vs=lOV),r^iZl^ Β 0.0015 應義 Β 0.0015如圖2，其中R3、R4電阻是對溫敏電阻Rt本身的溫度系數(shù)進行補償，RT = (Rt+R3)//R4,由Rt溫敏電阻溫度特性可知Rtc = 1000 Ω為常溫時溫敏電阻的阻值，Rtg
=346 Ω為高溫時溫敏電阻的阻值，高溫時^^ =，常溫時4
K,g +^3+-^4Rlc +R3+^
高溫跟常溫時組成的方程組，即可得
刈346 + Rtc) + ^A2 (346 + RrJ2 - 4RTc2A(346 - Rrg )
2A
Ri —2AR';c
(舍去負根)A = RTc = -1 η 2—
R3 A(346 + Rn.) + ^A2(346 + Rfc)2 -4RTl2A(346 - RTg)式中 A = Rtc-R7r, Rrg = Rn +
(Tg-25)RT
Tc iV7g' 'S 'Cγ
g 求得圖1、2中的Rl、R2、R3、R4四個電阻的阻值，根據(jù)傳感器設計補償版，將貼片
電阻焊接好后與傳感器進行裝配、焊接即可。
權利要求
1. 一種使用溫敏電阻對擴散硅壓力傳感器溫敏系數(shù)的歸一化補償電路，包括補償版電路，所述補償版電路包括擴散硅傳感器橋型電路，先在橋型電路電流輸入端或電壓輸入端串接第一電阻R1，然后設置第二電阻R2與第一電阻Rl及橋型電路并聯(lián)，還設有溫敏電阻 Rt與第一電阻Rl連接，其特征是，在溫敏電阻Rt和第一電阻Rl之間串接第三電阻R3，然后設置第四電阻R4與溫敏電阻Rt、第一電阻Rl并聯(lián)。
全文摘要
本發(fā)明屬于壓力變送器技術領域，具體涉及一種使用溫敏電阻對擴散硅壓力傳感器溫敏系數(shù)的歸一化補償電路，包括補償版電路，所述補償版電路包括擴散硅傳感器橋型電路，先在橋型電路電流輸入端或電壓輸入端串接第一電阻R1，然后設置第二電阻R2與第一電阻R1及橋型電路并聯(lián)，還設有溫敏電阻Rt與第一電阻R1連接，其特征是，在溫敏電阻Rt和第一電阻R1之間串接第三電阻R3，然后設置第四電阻R4與溫敏電阻Rt、第一電阻R1并聯(lián)。本發(fā)明是在以往的電阻補償網(wǎng)絡中加入一個溫度系數(shù)補償網(wǎng)絡，具有可調節(jié)性，補償范圍廣，補償精度高的優(yōu)點。
文檔編號G01L19/04GK102507081SQ20111032468
公開日2012年6月20日 申請日期2011年10月24日 優(yōu)先權日2011年10月24日
發(fā)明者曹慶偉, 羅竹曉 申請人:山東佰測儀表有限公司