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類型分類：: 科普知識

數據分類：: 電阻

傳感器溫度補償方法：傳感器電阻應變片的溫度補償方法

發布日期：2022-10-09 點擊率：213

傳感器溫度補償方法：傳感器電阻應變片的溫度補償方法第1張

傳感器溫度補償方法：傳感器電阻應變片的溫度補償方法

原標題：傳感器電阻應變片的溫度補償方法

電阻應變計的溫度補償方法通常由三種類型組成：應變計補償法、橋式電路補償法和熱電阻補償法。

1、當電壓、電容、電壓為固定值時，雙電橋電路的輸出直流電壓與差動電容傳感器的電容差線性關系。

2個電容傳感器接入的交流橋的耦合被稱為緊密耦合。緊耦合的橋梁，當w2lc > 2.5是穩定的，它是不穩定的，即k的靈敏度值不變。

該3電容傳感器具有高阻抗、低功率和板與板之間的機械損耗小，所以該傳感器沒有零點漂移。

。由于電容傳感器的電容量小，電容量大。因此，該傳感器具有大的能量輸入和容易受到干擾，穩定性差的缺點的優點。

5交流電器具有電路簡單、非線性失真小、輸出電壓高、穩定性高、工作能力強等優點，在動態過程中具有很強的應用性。

6由于電容傳感器的初始電容不均勻，所以傳感器的關鍵問題是邊緣效應非常嚴重，這不僅會造成傳輸效率和降低靈敏度。并會產生大量的測量誤差。

7。電容傳感器配有測量電路、頻率調制電路、諧振電路、脈沖電路、運算放大器和一般交流電橋。緊耦合橋。變壓器橋，二極管，雙交，脈沖寬度調制。返回搜狐，查看更多

責任編輯：

傳感器溫度補償方法：如何實現壓阻式壓力傳感器溫度的補償方法

　　壓阻式壓力傳感器具有精度高，靈敏度高，穩定性好、頻率響應范圍寬、易于小型化，便于批量生產與使用方便等特點，是一種發展迅速，應用廣泛的新型傳感器。但是由于半導體的溫度特性，壓阻式壓力傳感器會發生溫度漂移，在相當程度上限制了壓阻式壓力傳感器的應用。論文針對壓阻式壓力傳感器在測量當中易發生溫度漂移的缺點，研制了一種智能化的壓阻式傳感器溫度補償系統。該方法利用現代信號調理技術，以溫度調理芯片為核心元件，采用計算機通過三次樣條插值法對采集的溫度補償參數進行
　　擬合，從而實現了對壓阻式壓力傳感器溫度漂移的高精度補償。而且由于引入了高性能的單片機控制模塊，使得此系統一次性可對多個壓阻式壓力傳感器進行溫度補償。論文的主要工作如下：
　　1.對壓阻式壓力傳感器產生溫度漂移原理進行了分析，深入分析了國內外對擴散硅壓力傳感器溫度補償的方法，總結利弊，確定了以數字化的溫度調理芯片為主體的補償方案。
　　2.深入研究了MAX1452溫度調理芯片的補償原理，制定了系統的設計方案，完成傳感器補償原理的推導論證工作。
　　3.根據總體設計要求劃分溫度補償系統的各個功能模塊，并確定各個模塊的具體實現方案，以及繪制硬件電路板。
　　4.針對MAX1452的補償原理進行軟件開發，設計傳感器溫度漂移的補償流程。通過VC+ACCESS數據庫的方式實現了高效的用戶界面，并采用三次樣條曲線對補償參數進行擬合。
　　5.針對單片機控制模塊，在MPLAB8.30開發環境下，完成程序的開發，實現了對多路傳感器補償模塊的控制。
　　6.利用此補償系統對傳感器進行補償并對其溫度漂移測試，實驗表明，補償后的傳感器非線性誤差小于0.8%F.S，輸出信號的溫度漂移比補償之前降低了一個數量級。
傳感器溫度補償方法：傳感器電阻應變片的溫度補償方法第2張

傳感器溫度補償方法：怎么實現基于MEMS姿態傳感器溫度補償？這篇文章告訴你

傳感器溫度補償方法：霍爾傳感器測量系統及溫度補償方法

霍爾傳感器測量系統及溫度補償方法
【專利摘要】本發明公開一種霍爾傳感器測量系統及溫度補償方法，測量系統包括霍爾傳感器、CPU和勵磁電流提供電路，勵磁電流提供電路通過勵磁電流輸入引線給霍爾傳感器提供勵磁電流，霍爾傳感器經電壓輸出引線輸出測量電壓給CPU，CPU對勵磁電流輸入引線兩端的電壓進行采樣和測量，方法為在已知溫度的標準磁場中標定、校準兩個點，通過聯立方程求出下式中的系數K1和K2：磁場強度=K1×磁場強度電壓值+K2×溫度電壓值，上式中，K1和K2為人為設定系數，CPU采樣到勵磁電流輸入引線兩端的代表溫度的電壓值之后，利用線性公式對磁場強度進行補償，從而求解任何未知磁場的強度。
【專利說明】霍爾傳感器測量系統及溫度補償方法
【技術領域】
[0001]本發明公開一種霍爾傳感器及其使用方法，特別是一種霍爾傳感器測量系統及溫度補償方法，用于磁場強度測量的霍爾磁傳感器，以及由其構成的測量探頭，可廣泛應用于檢測磁場、檢測鐵磁物質、在直流電機中作傳感器、無損探傷、汽車內檢測元件、自動化裝備元件、電子設備檢測元件如智能手機等。
【背景技術】
[0002]霍爾傳感器是根據霍爾效應制作的一種磁場傳感器。半導體、導電流體等也有這種效應，而半導體的霍爾效應比金屬強得多，利用這現象制成的各種霍爾元件，廣泛地應用于工業自動化技術、檢測技術及信息處理等方面。請參看附圖1，現有的霍爾磁傳感器一般厚度在0.3mnTl mm之間，而且其溫度漂移都比較大，根據品質的不同，一般在30(T3000ppm/°C之間，因此要獲得較高精度的磁場測量，在霍爾傳感器使用時必須進行溫度補償。目前，所有的高精度霍爾磁傳感器探頭基本都是把霍爾磁傳感器和溫度傳感器封裝在一起，同時對磁場和溫度進行測量，以便對測出的磁場強度進行溫度補償修正。但由于溫度傳感器一般厚度都比較大，因而封裝的探頭就很難做到超薄化和超小型。而且兩個器件封裝在一起，也增加了封裝工藝的復雜性和生產成本。不能滿足狹小縫隙磁場測量的特殊要求，而這部分市場的需求量還是比較大的。其實，即使非狹小縫隙磁場的測量探頭尺寸也是越小越好，這是業界公認的標準。
【發明內容】
[0003]針對上述提到的現有技術中的霍爾傳感器體積較大的缺點，本發明提供一種新的霍爾傳感器測量系統及溫度補償方法，其利用勵磁電流輸入引線的電壓與溫度有著很好的線性對應關系作為對溫度的補償，能達到很好的測量精度。
[0004]本發明解決其技術問題采用的技術方案是:一種霍爾傳感器測量系統，測量系統包括霍爾傳感器、CPU和勵磁電流提供電路，勵磁電流提供電路通過勵磁電流輸入引線給霍爾傳感器提供勵磁電流，霍爾傳感器經電壓輸出引線輸出測量電壓給CPU，CPU對勵磁電流輸入引線兩端的電壓進行采樣和測量。
[0005]一種采用上述的霍爾傳感器測量系統的溫度補償方法，該方法為在已知溫度的標準磁場中標定、校準兩個點，通過聯立方程求出下式中的系數Kl和K2:
磁場強度=Kl X磁場強度電壓值+ K2 X溫度電壓值 (I)
式(I)中，Kl和K2為人為設定系數，CPU采樣到勵磁電流輸入引線兩端的代表溫度的電壓值之后，利用線性公式(I)對磁場強度進行補償，從而求解任何未知磁場的強度。
[0006]本發明解決其技術問題采用的技術方案進一步還包括:
所述的勵磁電流輸入引線和CPU之間連接有隔離放大器。
[0007]所述的隔離放大器采用高阻抗的CMOS運算放大器，而且連接成“射隨器”的形式。
[0008]本發明的有益效果是:本發明比現有的霍爾磁傳感器探頭有兩大優點:1、本發明在不改變霍爾磁傳感器探頭的精度的情況下，通過去掉溫度傳感器，而使探頭的封裝尺寸小到極致，基本與霍爾磁傳感器的尺寸相同，從而滿足業界對霍爾磁傳感器探頭尺寸的要求。2、由于取消了溫度傳感器，在使用時減少了 2至4根連接線，同時連接插座尺寸相應的也減小了，另外霍爾探頭由于無需封裝溫度傳感器件，封裝和生產工藝也簡單了許多，方便與經濟效益是顯而易見的。
[0009]下面將結合附圖和【具體實施方式】對本發明做進一步說明。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0010]圖1為現有技術中霍爾傳感器連接結構示意圖。
[0011]圖2為本發明霍爾傳感器連接結構示意圖。
[0012]圖3為本發明【具體實施方式】框圖。
【具體實施方式】
[0013]本實施例為本發明優選實施方式，其他凡其原理和基本結構與本實施例相同或近似的，均在本發明保護范圍之內。
[0014]請參看附圖2和附圖3，本發明中的霍爾傳感器和常規的霍爾傳感器一樣，其連接成的測量系統包括勵磁電流提供電路、CPU和霍爾傳感器，勵磁電流提供電路為霍爾傳感器提供勵磁電流，霍爾傳感器經電壓輸出引線輸出測量電壓給CPU，通過測量電壓值可計算獲取磁場強度值，本實施例中，CPU采用自帶ADC采樣模塊的CPU，如果CPU不帶有ADC采樣模塊，則需外置ADC采樣模塊，測量電壓先輸入ADC采樣模塊后再輸入給CPU，本發明中，CPU同時對勵磁電流輸入引線兩端的電壓進行采樣和測量，此處同樣需要將電壓值輸入給ADC采樣模塊，大量的實驗和結果都證明，勵磁電流輸入引線兩端的電壓與溫度有著很好的線性對應關系，與PN結的溫度特性相吻合，其測溫誤差在-20°C?+500C范圍內不超過土 1°C，這對溫度修正來說已經可以做到較高的精度了，一般霍爾探頭封裝的溫度傳感器精度在±3°C就能足以滿足要求。本實施例中，在霍爾傳感器的勵磁電流輸入引線和CPU之間連接有隔離放大器，隔離放大器采用高阻抗的CMOS運算放大器，而且連接成“射隨器(又稱射極跟隨器)”的形式，由于勵磁電流一般都是毫安級別的(ImA至幾十甚至幾百mA)，常用霍爾磁傳感器的勵磁電流比較小，為ImiTlOmA.因此隔離運放要使用高阻抗的CMOS運算放大器，而且要連接成“射隨器”的形式，這樣高達1000ΜΩ的輸入阻抗對勵磁電流的分流影響是PA級別的，與mA級別的勵磁電流相比，其影響程度是百萬分之幾，即使對于精度達萬分之幾的高精度磁場測量來說，也是完全可以忽略。
[0015]本發明中，采用上述霍爾傳感器測量系統進行霍爾傳感器溫度補償方法，其步驟如下:
(PU采樣到勵磁電流輸入引線兩端的代表溫度的電壓值之后，利用下面的線性公式(傳感器特性指標所規定，其實磁場與溫度并非嚴格的線性關系，但這可以通過多校準幾個溫度點，利用折線來模擬實際曲線，以實現高精度測量。)對磁場強度進行補償:
磁場強度=Kl X磁場強度電壓值+ K2 X溫度電壓值 (I)
由上式可以看出，只要在已知溫度的標準磁場中標定、校準兩個點，就可以通過聯立方程求出系數Kl和K2，從而由式(I)求解任何未知磁場的強度。這和目前通用的外接溫度傳感器的計算方法是一致的。
[0016]本發明中，CPU的運算流程包括正常測量流程和用戶中斷處理流程兩種，其中正常測量流程包括下述步驟:
(1)、開機；
(2)、采樣磁場強度電壓值；
(3)、采樣溫度電壓值；
(4)、利用默認系數Kl和K2以及公式(I)計算磁場強度；
(5)、輸出；
(6)、回到采樣。
[0017]用戶中斷處理流程包括下述步驟:
(1)、用戶操作校準按鍵；
(2)、CPU進入中斷處理；
(3)、接受用戶輸入的兩個基準點的溫度和磁場強度值；
(4)、進行內部電壓和溫度采樣；
(5)、按照公式(I)生成聯立方程計算系數Kl和K2；
(6)、更新并保存默認的系數Kl和K2；
(7)、設立校準標志和時間；
(8)、退出中斷，進入正常測量流程。
[0018]本發明比現有的霍爾磁傳感器探頭有兩大優點:1、本發明在不改變霍爾磁傳感器探頭的精度的情況下，通過去掉溫度傳感器，而使探頭的封裝尺寸小到極致，基本與霍爾磁傳感器的尺寸相同，從而滿足業界對霍爾磁傳感器探頭尺寸的要求。2、由于取消了溫度傳感器，在使用時減少了 2至4根連接線，同時連接插座尺寸相應的也減小了，另外霍爾探頭由于無需封裝溫度傳感器件，封裝和生產工藝也簡單了許多，方便與經濟效益是顯而易見的。
【權利要求】
1.一種霍爾傳感器測量系統，其特征是:所述的測量系統包括霍爾傳感器、CPU和勵磁電流提供電路，勵磁電流提供電路通過勵磁電流輸入引線給霍爾傳感器提供勵磁電流，霍爾傳感器經電壓輸出引線輸出測量電壓給CPU，CPU對勵磁電流輸入引線兩端的電壓進行采樣和測量。
2.根據權利要求1所述的霍爾傳感器測量系統，其特征是:所述的勵磁電流輸入引線和CPU之間連接有隔離放大器。
3.根據權利要求2所述的霍爾傳感器測量系統，其特征是:所述的隔離放大器采用高阻抗的CMOS運算放大器，而且連接成“射隨器”的形式。
4.一種采用如權利要求1或2或3所述的霍爾傳感器測量系統的溫度補償方法，其特征是:所述的方法為在已知溫度的標準磁場中標定、校準兩個點，通過聯立方程求出下式中的系數Kl和K2: 磁場強度=Kl X磁場強度電壓值+ K2 X溫度電壓值 (I) 式(I)中，Kl和K2為人為設定系數， (PU采樣到勵磁電流輸入引線兩端的代表溫度的電壓值之后，利用線性公式(I)對磁場強度進行補償，從而求解任何未知磁場的強度。
【文檔編號】G01R33/07GKSQ
【公開日】2014年1月15日申請日期:2013年10月21日優先權日:2013年10月21日
【發明者】項飆申請人:深圳市柯雷科技開發有限公司

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