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壓力傳感器為什么要進行溫度補償?

2020-08-25 [211]
       壓力傳感器為什么要進行溫度補償?這個問題對于壓力傳感器的初學者和剛接觸壓力傳感器的從業者以及用戶來說是一個比較困惑的知識點,他們通常會問:我們制作的是壓力傳感器,為什么要進行溫度補償?在聽小編講解之前,小編的心里也畫著一個大大的問號,屏幕前的你有沒有同樣的疑惑呢?
  在實際生活中,客戶在使用壓力傳感器的時候,希望壓力傳感器能夠準確的反應所測量介質的壓力,但是在實際的使用工況中,測量介質和環境溫度經常會有變化,這會導致壓力傳感器所測的數據出現誤差。
  比如,壓力傳感器安裝在室外的情況:在東北地區,冬天環境溫度可能降到零下40℃,但是在某個設備旁,溫度可能上升到70℃,這樣就導致了溫度的差異較大。壓力傳感器里面的核心器件是壓力芯片,我們通常把壓力芯片看做是一個橋路電阻,在溫度變化的時候會引起橋阻阻值的變化,這樣造成輸出的不準確,為了修正溫度變化對壓力傳感器的影響,我們需要對壓力傳感器進行溫度補償。通常的做法是在傳感器的外圍用電子網絡進行補償,這就是我們常說的被動補償,英文叫做“Passive compensation”。在中國壓力變送器的用戶通常喜歡使用做好溫度補償的充油芯體,而在國外很多客戶選擇使用不帶溫度補償的充油芯體,他們通常通過自己的電路對傳感器進行溫度補償,這種補償方式叫做主動補償,英文叫做“Active compensation”。
  主動補償和被動補償對于壓力傳感器的初學者來說也是一個容易混淆的概念,但聽完小編的講解,有沒有一種眼前突然一亮的感覺呢!
  在學習和使用壓力傳感器的過程中我們經常會聽到溫漂一詞,那么什么是溫漂,壓力傳感器的溫漂又是如何產生的呢?
  溫漂:是指受溫度影響而引起的零點不穩定。
  壓力傳感器的溫漂主要來源于兩個方面:
  第一方面是零部件本身的溫漂;
  第二方面是傳感器在膨脹過程中產生的應力,傳感器的核心器件是壓力芯片,壓力芯片本身對溫度就比較敏感,會隨著溫度的變化產生一定的漂移量;另外在封裝過程中,傳感器需要充灌硅油,以便把力從壓力膜片,傳導到壓力芯片上,硅油在溫度變化中,產生熱脹冷縮,從而產生一定的應力,這個應力作用到壓力芯片上,造成傳感器的漂移;還有就是壓力芯片,他是用膠和傳感器底座連接在一起的,由于壓力芯片和傳感器底座是兩種不同的材料,膨脹系數不一樣,所以在溫度變化中兩種不同膨脹系數的材料之間也會產生一定的應力,從而產生一定的溫漂,這些是擴散硅壓力傳感器溫漂的主要來源。
  為在一定程度上減少壓力傳感器的溫漂,技術人員在設計壓力傳感器的過程中,要盡量減少充油芯體相及的體積,以減少充油的量,在粘接壓力芯片的過程中,盡量選用合適的膠,以減少粘結產生的應力,傳感器底座材料的選擇,要考慮和壓力芯片,膨脹系數相近的材料,從而減少溫漂的產生。
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