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浅谈传感器的温度补偿技术

作者:时间:2009-07-24来源:网络收藏

在式(6)中,按a1'(T)≈-a1(T)选择参数,可使的灵敏度提高1倍。
采用并联式,从理论上可实现完全,实际上只能是近似。特性曲线的补偿只能做到2点或3点是全补偿,而其他点不是“过补偿”就是“欠补偿”。
2.3 零点补偿法
所谓零点温度补偿,一般是设定一个温度变化的量,使其与零点输出随温度的变化相抵消,图3为应变片式零位补偿电路。图3中,R1为工作应变片,R2为温度补偿片,R1、R2具有相同的温度系数,且R2具有低的应变灵敏系数。输出电压在初始条件下,R1=R2,且处在同一温度场中,R3=R4,桥路平衡,试件未受力。

本文引用地址:http://www.eepw.com.cn/article/163702.htm

当温度变化时,应变片R1的电阻值会发生变化,同理,温度补偿片R2的电阻值也 发生变化,此时输出电压:


式中,△RT1是应变片的阻值随温度的变化量;△RT2是温度补偿片的阻值随温度的变化量;因R1、R2处在同一温度场中,则△RT1=△RT2,所以U0=0。
在电路中加入补偿片,可以抵消温度影响,实现零点温度补偿。当试件受力时,应变片的电阻有新的增量,而补偿片因不承受应变,故不产生新的增量。这种补偿方法精度高,但对材料有要求。
2.4 软件补偿法
在高精度测量中,给传感器附加硬件补偿措施很难达到精度要求。所以,在测试系统中引入单片机或微机,利用软件方法实现温度补偿。首先要测出传感点的温度,该温度信号作为多路采样开关采集信号的一路送入单片机。测温元件通常是安装在传感器内靠近敏感元件的地方,用来测量传感点的环境温度,测温元件的输出经放大及A/D转换送到单片机,单片机通过串行接口接收温度数据,并暂存温度数据。等信号采样结束,单片机运行温度误差补偿程序,补偿传感器信号的温度误差。对于多个传感器,可用多个测温元件,常用的测温元件有半导体热敏电阻、AD950测温管、PN结二极管等。温度补偿原理框图如图4所示。

温度变化给传感器的实际测量带来误差,表现在静特性方面。所以找出输入输出特性曲线的关系,建立数学模型,编制出温度补偿的软件程序,即可实现温度的自动补偿。


3 结束语
在检测系统中,对测量的精度要求越来越高,因此减小或消除温度误差显得尤为重要。上述方法采用单片机实现传感器温度误差补偿,这是一种简便、有效的方法,可大大提高传感器的测量精度,降低测量系统电路的复杂程度,提高可靠性,降低成本。其中采用软件补偿方法提高测量精度。该方法广泛应用于自动检测仪表中,可实现传感器温度误差补偿,这是一条行之有效的途径。


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