多晶硅納米膜E+E壓力傳感器溫度補償技術
多晶硅納米膜是一種具有良好壓阻特性的納米材料,基于多晶硅納米膜的E+E壓力傳感器具有靈敏度高、動態響應好、精度高、穩定性好、易于小型化和批量生產等諸多優點。雖然納米膜的溫度特性比普通多晶硅薄膜*,但溫度還是會對此種傳感器的靈敏度及穩定性產生一定影響,因此,溫度補償成為多晶硅納米膜E+E壓力傳感器研究和生產中的一個亟待解決的技術問題。

多晶硅納米膜E+E壓力傳感器溫度補償技術
經典的傳感器的輸入輸出特性均存在非線性,且易受到工作環境的影響,產生溫度漂移,其表現是被測目標參量為零或恒定值時,當改變環境溫度時,傳感器的零點電壓或輸出值會發生變化,從而給測量帶來誤差。 主要是針對E+E壓力傳感器在實際應用中存在的溫度漂移設計溫度補償系統。此系統采用軟件、硬件相結合的方法,基于BP神經網絡,以LabVIEW為平臺實現的。 在這次設計中,硬件部分主要用到擴散硅E+E壓力傳感器,Pt100溫度傳感器,PXI總線系統；軟件部分主要使用LabVIEW軟件。E+E壓力傳感器的輸出P會受到溫度的影響,用溫度傳感器測出環境溫度T后,經PXI總線將數據采集到計算機內部,通過對數據進行BP神經網絡的訓練,從而使用溫度補償儀進行溫度補償,得出的zui終輸出值P’即為校正后的值,通過實驗結論可以看出,這種補償儀操作簡單,補償效果很好。在分析多晶硅納米膜E+E壓力傳感器溫度漂移原因的基礎上,對傳感器信號檢測方法和溫度補償算法進行研究,并對溫度補償系統進行了設計、制作與實際測試。 為檢測傳感器信號,在對傳感器信號測量原理分析的基礎上,對傳感器激勵電路、信號放大電路進行設計,并采用濾波電路和電路抗干擾措施來消除外部電磁干擾。為優化溫度補償算法,根據E+E壓力傳感器標定得到的實驗數據,利用MATLAB對二元回歸法和神經網絡法的補償效果進行仿真,比較二者優缺點之后,確定神經網絡法作為溫度補償算法。在驅動程序設計方面,在分析數字化造成的量化誤差的基礎上,基于過采樣原理確定系統采樣頻率,并設計出相應的數字濾波算法。為了方便傳感器性能參數的分析,提高系統的靈活性,所研究的系統還具有存儲、通訊及顯示功能。 

多晶硅納米膜E+E壓力傳感器溫度補償技術
實驗證明,經溫度補償后,環境溫度從-30℃到70℃變化時,E+E壓力傳感器zui大靈敏度溫漂系數從補償前的0.13%下降到0.0028%,zui大零點溫漂系數從補償前的0.44%/℃下降到0.0052%/℃。因此,本系統能明顯提高E+E壓力傳感器的溫度穩定性。