溫度補(bǔ)償 - 基于INA333和XTR115的壓力變送器

溫度補(bǔ)償

為提高傳感器精度和長期穩(wěn)定性，通過對(duì)硅壓阻式壓力傳感器采用PN結(jié)補(bǔ)償法對(duì)傳感器溫度偏差實(shí)施補(bǔ)償，以減小傳感器存在零點(diǎn)偏差和溫度漂移對(duì)變送器整體輸出信號(hào)的影響。如圖3所示。

通過利用PN結(jié)的偏置電壓靈敏度為一2mV／~C的負(fù)溫度特性，在電橋電源部分增加一個(gè)或多個(gè)PN結(jié)，對(duì)傳感器溫度漂移誤差進(jìn)行補(bǔ)償。二極管的數(shù)量由下述公式來決定：

式中：0為二極管的溫度系數(shù)，一般取一2mV／~C；△為溫度變化范圍；AU為變化的電橋需要變化的電壓數(shù)值。

性能試驗(yàn)及結(jié)果

研制過程中，主要針對(duì)變送器進(jìn)行了抗高頻干擾對(duì)比試驗(yàn)、溫度性能試驗(yàn)、零點(diǎn)漂移試驗(yàn)和線性度測試。

干擾對(duì)比試驗(yàn)

試驗(yàn)環(huán)境：常壓；試驗(yàn)溫度：20℃；試驗(yàn)方式：利用現(xiàn)有試驗(yàn)條件，采用高頻對(duì)講機(jī)為干擾源，對(duì)課題研究的變送器和采用普通放大器搭建的變送器進(jìn)行性能干擾測試對(duì)比。試驗(yàn)結(jié)果如下：

（1） 課題研究的變送器：對(duì)講機(jī)干擾源在20cm范圍內(nèi)，變送器波動(dòng)小于40mV；在20em之外，變送器波動(dòng)小于10mV．

（2）普通變送器：對(duì)講機(jī)干擾源在20em范圍內(nèi)，變送器波動(dòng)達(dá)500mV；在20cm之外，變送器波動(dòng)達(dá)85mV．通過上述結(jié)果可見，課題研制的變送器抗干擾性能良好，即使在復(fù)雜環(huán)境下使用，也不會(huì)影響變送器正常工作。

溫度性能試驗(yàn)

測試過程中通過串接250Q標(biāo)準(zhǔn)電阻測量輸出電壓值，以下同。

溫度試驗(yàn)將溫度調(diào)節(jié)至指定溫度點(diǎn)，持續(xù)1h后進(jìn)行數(shù)據(jù)記錄，具體數(shù)據(jù)如表1，圖4為試驗(yàn)時(shí)間為1h的溫度曲線圖。

試驗(yàn)結(jié)果：在60℃以下溫度范圍內(nèi)，變送器溫度漂移為1．3mV／℃，溫度漂移精度優(yōu)于0．05％FS／℃．

零點(diǎn)漂移試驗(yàn)

試驗(yàn)環(huán)境：常壓；試驗(yàn)溫度：20℃；試驗(yàn)時(shí)間：3h；試驗(yàn)結(jié)果：由原始值1．250V變化至1．251V，穩(wěn)定性優(yōu)于0．1％。

線性度標(biāo)定

具體標(biāo)定參數(shù)如表 2所示。

試驗(yàn)結(jié)果：線性度和重復(fù)性均優(yōu)于0．2％。

通過一系列的性能試驗(yàn)，驗(yàn)證了該變送器的實(shí)際精度達(dá)到預(yù)期目標(biāo)，具有較好的溫度性能、長期穩(wěn)定性和抗高頻干擾性能，該變送器滿足實(shí)際應(yīng)用的要求，具有一定的推廣價(jià)值。