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压力传感器为什么要进行温度补偿?

2020-08-25 [173]
       压力传感器为什么要进行温度补偿?这个问题对于压力传感器的初学者和刚接触压力传感器的从业者以及用户来说是一个比较困惑的知识点,他们通常会问:我们制作的是压力传感器,为什么要进行温度补偿?在听小编讲解之前,小编的心里也画着一个大大的问号,屏幕前的你有没有同样的疑惑呢?
  在实际生活中,客户在使用压力传感器的时候,希望压力传感器能够准确的反应所测量介质的压力,但是在实际的使用工况中,测量介质和环境温度经常会有变化,这会导致压力传感器所测的数据出现误差。
  比如,压力传感器安装在室外的情况:在东北地区,冬天环境温度可能降到零下40℃,但是在某个设备旁,温度可能上升到70℃,这样就导致了温度的差异较大。压力传感器里面的核心器件是压力芯片,我们通常把压力芯片看做是一个桥路电阻,在温度变化的时候会引起桥阻阻值的变化,这样造成输出的不准确,为了修正温度变化对压力传感器的影响,我们需要对压力传感器进行温度补偿。通常的做法是在传感器的外围用电子网络进行补偿,这就是我们常说的被动补偿,英文叫做“Passive compensation”。在中国压力变送器的用户通常喜欢使用做好温度补偿的充油芯体,而在国外很多客户选择使用不带温度补偿的充油芯体,他们通常通过自己的电路对传感器进行温度补偿,这种补偿方式叫做主动补偿,英文叫做“Active compensation”。
  主动补偿和被动补偿对于压力传感器的初学者来说也是一个容易混淆的概念,但听完小编的讲解,有没有一种眼前突然一亮的感觉呢!
  在学习和使用压力传感器的过程中我们经常会听到温漂一词,那么什么是温漂,压力传感器的温漂又是如何产生的呢?
  温漂:是指受温度影响而引起的零点不稳定。
  压力传感器的温漂主要来源于两个方面:
  第一方面是零部件本身的温漂;
  第二方面是传感器在膨胀过程中产生的应力,传感器的核心器件是压力芯片,压力芯片本身对温度就比较敏感,会随着温度的变化产生一定的漂移量;另外在封装过程中,传感器需要充灌硅油,以便把力从压力膜片,传导到压力芯片上,硅油在温度变化中,产生热胀冷缩,从而产生一定的应力,这个应力作用到压力芯片上,造成传感器的漂移;还有就是压力芯片,他是用胶和传感器底座连接在一起的,由于压力芯片和传感器底座是两种不同的材料,膨胀系数不一样,所以在温度变化中两种不同膨胀系数的材料之间也会产生一定的应力,从而产生一定的温漂,这些是扩散硅压力传感器温漂的主要来源。
  为在一定程度上减少压力传感器的温漂,技术人员在设计压力传感器的过程中,要尽量减少充油芯体相及的体积,以减少充油的量,在粘接压力芯片的过程中,尽量选用合适的胶,以减少粘结产生的应力,传感器底座材料的选择,要考虑和压力芯片,膨胀系数相近的材料,从而减少温漂的产生。