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压力传感器零点漂移的补偿技术

2018-12-29

关于压力传感器的零点漂移补偿问题,国内外学者已经做了大量研究,并发表了一系列补偿技术和算法。从整体上来分,可以分为硬件补偿和软件补偿两大方向。下面分别就这两个方向的代表性方法做简单介绍。

 1 、硬件零点补偿方法

  对压力传感器而言,硬件补偿方法有在桥臂上串、并联恰当恒定电阻法,桥臂热敏电阻补偿法,桥外串、并联热敏电阻补偿法,双电桥补偿技术、三极管补偿技术等。

2、 软件补偿零点漂移方法

  在信号采集过程中,在触发信号未发生到触发采集以及在采集结束后的这些时间段里,输入的信号为零,输出的信号不为零,这种采集到的输出数据以随机噪声的形式存在,对于数据的计算与处理是没有意义的,我们定义这段时间里采集到的信号值称之为零点漂移。

3、多项式拟合规范化法

  由于在实际测量中。压力传感器所测量的温度、压力等物理量不会与输出值是严格的线性关系,因此其函数关系常常是多项式形式。多项式可用于非线性信号的拟合,关键在于求解其各项系数。

4、RBF神经网络法

  基本原理:通常零点温度补偿软件算法中公式法较复杂,切拟合精度常会受到限制。人工神经网络法具有使用的样本数少,算法简单、具有任意函数逼近能力,应用前景良好。

  此外软件法还包括查表法、插值法等,还有一些厂家从传感器本身的特点出发,采用特殊技术,如改变掺杂浓度等,或者采用自校准技术来解决零点漂移的问题,但这些方法补偿精度不高,效果远没有上述三种方法好,因此这里就不一一列举。

  总的来说,上述硬件补偿、软件补偿方法,均可实现温度引起的传感器零点漂移,都是行之有效的途径。但较国外发展情况来看,我们做的还远远不够,前方的路还很长。借鉴国内外传感器生产厂家零点补偿、零点温度补偿工艺,积累经验,自主开发研制。硬件补偿固然重要有其优势所在,但毕竟信息技术在发展,仪器设备微型化、智能化是不言而喻的大趋势,所以我们必须加紧其补偿方法的研究,尤其是在软件补偿方面,利用神经网络方法补偿更显得尤为重要。