淺談傳感器的溫度補(bǔ)償技術(shù)
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在式(6)中，按a1'(T)≈-a1(T)選擇參數(shù)，可使傳感器的靈敏度提高1倍。
采用并聯(lián)式溫度補(bǔ)償，從理論上可實(shí)現(xiàn)完全補(bǔ)償，實(shí)際上只能是近似補(bǔ)償。特性曲線的溫度補(bǔ)償只能做到2點(diǎn)或3點(diǎn)是全補(bǔ)償，而其他點(diǎn)不是“過補(bǔ)償”就是“欠補(bǔ)償”。
2．3 零點(diǎn)溫度補(bǔ)償法
所謂零點(diǎn)溫度補(bǔ)償，一般是設(shè)定一個(gè)溫度變化的量，使其與傳感器零點(diǎn)輸出隨溫度的變化相抵消，圖3為應(yīng)變片式傳感器零位補(bǔ)償電路。圖3中，R1為工作應(yīng)變片，R2為溫度補(bǔ)償片，R1、R2具有相同的溫度系數(shù)，且R2具有低的應(yīng)變靈敏系數(shù)。輸出電壓
在初始條件下，R1=R2，且處在同一溫度場中，R3=R4，橋路平衡，試件未受力。本文引用地址：http://butianyuan.cn/article/163702.htm
當(dāng)溫度變化時(shí)，應(yīng)變片R1的電阻值會(huì)發(fā)生變化，同理，溫度補(bǔ)償片R2的電阻值也 發(fā)生變化，此時(shí)輸出電壓：
式中，△RT1是應(yīng)變片的阻值隨溫度的變化量；△RT2是溫度補(bǔ)償片的阻值隨溫度的變化量；因R1、R2處在同一溫度場中，則△RT1=△RT2，所以U0=0。
在電路中加入補(bǔ)償片，可以抵消溫度影響，實(shí)現(xiàn)零點(diǎn)溫度補(bǔ)償。當(dāng)試件受力時(shí)，應(yīng)變片的電阻有新的增量，而補(bǔ)償片因不承受應(yīng)變，故不產(chǎn)生新的增量。這種補(bǔ)償方法精度高，但對材料有要求。
2．4 軟件補(bǔ)償法
在高精度測量中，給傳感器附加硬件補(bǔ)償措施很難達(dá)到精度要求。所以，在測試系統(tǒng)中引入單片機(jī)或微機(jī)，利用軟件方法實(shí)現(xiàn)溫度補(bǔ)償。首先要測出傳感點(diǎn)的溫度，該溫度信號作為多路采樣開關(guān)采集信號的一路送入單片機(jī)。測溫元件通常是安裝在傳感器內(nèi)靠近敏感元件的地方，用來測量傳感點(diǎn)的環(huán)境溫度，測溫元件的輸出經(jīng)放大及A/D轉(zhuǎn)換送到單片機(jī)，單片機(jī)通過串行接口接收溫度數(shù)據(jù)，并暫存溫度數(shù)據(jù)。等信號采樣結(jié)束，單片機(jī)運(yùn)行溫度誤差補(bǔ)償程序，補(bǔ)償傳感器信號的溫度誤差。對于多個(gè)傳感器，可用多個(gè)測溫元件，常用的測溫元件有半導(dǎo)體熱敏電阻、AD950測溫管、PN結(jié)二極管等。溫度補(bǔ)償原理框圖如圖4所示。
溫度變化給傳感器的實(shí)際測量帶來誤差，表現(xiàn)在靜特性方面。所以找出輸入輸出特性曲線的關(guān)系，建立數(shù)學(xué)模型，編制出溫度補(bǔ)償?shù)能浖绦颍纯蓪?shí)現(xiàn)溫度的自動(dòng)補(bǔ)償。
3 結(jié)束語
在檢測系統(tǒng)中，對測量的精度要求越來越高，因此減小或消除溫度誤差顯得尤為重要。上述方法采用單片機(jī)實(shí)現(xiàn)傳感器溫度誤差補(bǔ)償，這是一種簡便、有效的方法，可大大提高傳感器的測量精度，降低測量系統(tǒng)電路的復(fù)雜程度，提高可靠性，降低成本。其中采用軟件補(bǔ)償方法提高測量精度。該方法廣泛應(yīng)用于自動(dòng)檢測儀表中，可實(shí)現(xiàn)傳感器溫度誤差補(bǔ)償，這是一條行之有效的途徑。
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