压力传感器温度补偿各种算法的比较分析(压阻式压力传感器温度补偿)

海潮机械 2023-02-10 01:53 编辑:admin 298阅读

一、压阻式压力传感器温度补偿

(1)进气压力传感器利用压电原理设计而成,由一个密封的 弹性膜片和一个铁质磁芯构成。膜片和铁质磁芯精确地放在线 圈内。当膜片在受到进气管内绝对进气压力作用时,会产生变 形,从而由于电磁感应作用,在线圈内产生与绝对压力相应的感 应电动势。

这种感应电动势大小与负载大小成比。

原则上说,它 与基本喷油量成线性关系,与基本点火提前角成反比关系、进气 温度传感器的温度传感元件由负温度系数的半导体热敏电阻构 成,采用了特殊测量电路,以测试电阻。

温度高时,电阻小,温度 低时,电阻大。

ECU向其提供了 5V直流电源,从而电阻与电流 之积产生电压信号。由于电阻随温度而变,所以,信号电压也变。 温度高时,发动机爆燃倾向增大。

为此,喷油量及点火提前角就 要随温度高低进行修正或补偿

二、当压阻式传感器受到温度影响后,会引起

压阻式压力传感器是利用单晶硅的压阻效应而构成。采用单晶硅片为弹性元件,在单晶硅膜片上利用集成电路的工艺,在单晶硅的特定方向扩散一组等值电阻,并将电阻接成桥路,单晶硅片置于传感器腔内。

当压力发生变化时,单晶硅产生应变,使直接扩散在上面的应变电阻产生与被测压力成正比的变化,再由桥式电路获相应的电压输出信号。

三、电阻应变式传感器温度补偿

电阻应变式传感器(straingauge type transducer )是以电阻应变计为转换元件的电阻式传感器。电阻应变式传感器由弹性敏感元件、电阻应变计、补偿电阻和外壳组成,可根据具体测量要求设计成多种结构形式。

弹性敏感元件受到所测量的力而产生变形,并使附着其上的电阻应变计一起变形。

电阻应变计再将变形转换为电阻值的变化,从而可以测量力、压力、扭矩、位移、加速度和温度等多种物理量。

四、压阻式压力传感器的压力测量

压阻式传感器是指利用单晶硅材料的压阻效应和集成电路技术制成的传感器。单晶硅材料在受到力的作用后,电阻率发生变化,通过测量电路就可得到正比于力变化的电信号输出。压阻式传感器用于压力、拉力、压力差和可以转变为力的变化的其他物理量的测量和控制。

五、压阻式压力传感器的设计

压阻式传感器是在圆形硅膜片上扩散出四个电阻,这四个电阻接成惠斯登电桥。假设四个扩散电阻的起始电阻都相等且为R,当有应力作用时,两个电阻的阻值增加,增加量为ΔR,两个电阻的阻值减小,减小量为ΔR;另外由于温度影响,使每个电阻都有ΔRT的变化量。若电桥的供桥电压为U,则它的输出电压为:

式中:πL-压阻系数;E-电阻半导体材料的弹性模量;S=πL·E-传感器的灵敏度。

六、压阻式压力传感器误差分析

阿基米德原理实验产生误差的原因是弹簧测力计存在卡阻现象。实验前先称量小桶和最后称量小桶有何差异:最后称量小桶会因水未倒干净而产生误差。

实验时进行了多次实验并记录相关测量数据目的是:避免实验偶然性、使结论更具普遍性。

如果用塑料方块来验证阿基米德原理,实验需要改进的地方是:去除弹簧测力计悬挂,直接将物块轻轻放入水中即可。实验过程中,难免有误差存在,请说出一些容易导致误差的原因:小桶中的水未倒净,排开的水未全部流入小桶等。

七、压阻式传感器温度补偿方法

1.额定压力范围

额定压力范围是满足标准规定值的压力范围。也就是在最高和最低温度之间,传感器输出符合规定工作特性的压力范围。在实际应用时传感器所测压力在该范围之内。

2.最大压力范围

最大压力范围是指传感器能长时间承受的最大压力,且不引起输出特性永久性改变。特别是半导体压力传感器,为进步线性和温度特性,一般都大幅度减小额定压力范围。因此,即使在额定压力以上连续使用也不会被损坏。一般最大压力是额定压力最高值的2-3倍。

3.损坏压力

损坏压力是指能够加工在传感器上且不使传感器元件或传感器外壳损坏的最大压力。

4.线性度

线性度是指在工作压力范围内,传感器输出与压力之间直线关系的最大偏离。

5.压力迟滞

为在室温下及工作压力范围内,从最小工作压力和最大工作压力趋近某一压力时,传感器输出之差。

6.温度范围

压力传感器的温度范围分为补偿温度范围和工作温度范围。补偿温度范围是由于施加了温度补偿,精度进进额定范围内的温度范围。工作温度范围是保证压力传感器能正常工作的温度范围。

八、压力传感器 温度补偿

       进气压力传感器的信号电压大约在1v~4v左右(不同车型不同使用环境会有所差异)。

       进气压力传感器利用压敏电阻原理工作,四个压敏电阻组成惠斯顿电桥安装在膜片上,膜片随气压变化而变形,电桥平衡被打破,再通过放大电路即产生与气压成正比的电压信号。