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傳感器 溫漂：一種AMT位置傳感器溫漂測試平臺及其溫漂修正方法

摘要：

本發明涉及AMT位置傳感器測試技術,具體為一種AMT位置傳感器溫漂測試平臺及其溫漂修正方法.一種AMT位置傳感器溫漂測試平臺,包括控制單元,測試工具,計算機,配設有溫控機構的密封艙,步進電機與絲杠螺母機構;絲杠螺母機構的螺母上安裝電感鐵芯部分支架,絲杠螺母機構的另一側設有底部固定于密封艙內底面的線圈套筒部分支架;待測的位置傳感器和步進電機通過線束與密封艙外的控制單元連接,控制單元通過線束與測試工具相連,測試工具通過數據線與計算機相連.所述該位置傳感器溫漂測試平臺能夠準確的測量出該位置傳感器的溫漂特效,經所建立的二維線性插值模塊修正后的該位置傳感器輸出值能準確反映所測執行機構的位置.

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傳感器 溫漂：為何霍爾傳感器一般都會有溫度漂移

這個問題要從霍爾傳感器的工作原理說起，為了做成一個帶霍爾效應器件的電流傳感器，需要用一個磁芯將導體電流周圍的磁場集中起來，同時這個磁芯中要開一個槽，用于容納實際的霍爾元件。尺寸相對較小的槽(相對于整個磁路長度而言)會形成一個接近均勻且垂直于霍爾元件平面的磁場。當霍爾元件獲得電流能量時，將產生一個正比于勵磁電流和磁芯磁場的電壓。這個霍爾電壓經放大后從電流傳感器的輸出端輸出。

由于載流導體和磁芯之間沒有電氣上的連接(耦合的只是磁場)，傳感器實際上是與待測電路隔離的。載流導體可能有很高的電壓，而霍爾效應電流傳感器的輸出可以安 全地連接到接地電路，或連接到相對載流導體任意電位的電路，因此提供滿足*嚴格安 全標準的間隙與爬電值也相對比較容易。然而，這種線性傳感器也存在一些缺點。其中*不重要的缺點也許是霍爾效應傳感器要求恒定勵磁電流這個事實。另外，處理來自霍爾效應傳感器的信號的放大和調節電路通常要消耗顯著的能量。當然，這個能耗也許不那么顯著，要看具體的應用。盡管如此，用于連續測量電流的霍爾傳感器能耗也不能小至毫瓦級。

因為典型的線性傳感器輸出是按比例量測的(不僅取決于被測的磁場強度，而且取決于勵磁電流值)，勵磁電流的穩定性將極大地影響待測電流幅度以及沒有電流流動時的零偏移。一般來說，后兩者都取決于供電電壓的穩定和溫度變化(因為影響勵磁電流和霍爾電壓本身的霍爾傳感元件電阻取決于工作溫度)。

測量勵磁電流并在輸出中考慮該因素的傳感器變種是可能的。但它要求精密的外部元件和較大的處理電路。而且霍爾電壓是待測磁場的非線性函數，這進一步增加了傳感器的誤差。

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傳感器 溫漂：什么是壓力傳感器“溫漂”，如何應對？

什么是“溫漂”？
傳感器在受到外界因素的干擾下，輸出量通常會發生與輸入量無關的，不需要的變化，這一類變化就稱之為“溫漂”，而產生漂移的主要是測量系統的靈敏度元件通常容易受到外界溫度、濕度、電磁干擾和傳感器調理電路的干擾。今天所要探討的溫度漂移，則主要是指由溫度變化引起的半導體器件參數的變化。
為什么要對壓力傳感器采取溫度補償？
對于擴散硅壓力傳感器而言，由于測量現場溫度變化引起的擴散硅電阻的變化與測量應變時擴散硅電阻的變化幾乎有相同的數量級，從而給測量試驗帶來一定的溫度漂移誤差。溫度誤差的引入直接影響測量結果的精度，具體表現為：壓力傳感器靜態工作點的輸出電壓由于被測介質溫度變化而引起的輸出波動。因此需要進行溫度補償。
“溫漂”現象應該如何控制？
針對的壓力傳感器溫漂，需結合具體原因，選擇適宜的補償方式實現對溫漂的控制。常用的方法主要分為硬件補償法和軟件補償法兩種方式，麥克傳感就是采用硬件補償方法，在組成惠斯通電橋的四個電阻中，給相應的橋臂上串，并聯上一定的阻值大小電阻，用以平衡4個擴散硅電阻初始值不匹配造成的零點漂移，以及它隨溫度變化而變化的溫度漂移。
麥克傳感是如何應對“溫漂”，保證測量精度的？
像是麥克傳感MPM288壓力傳感器，MPM281壓力傳感器以及MPM283壓力傳感器等產品，都是通過精密修調后的厚膜電路，對壓力敏感元件進行一定溫度范圍的溫度補償和零點漂移修正，被測壓力經過隔離膜片和內部介質傳遞到硅壓阻是壓力敏感元件上，實現了壓力到電信號的精準轉換。
麥克傳感MPM288壓力傳感器量程范圍0kPa～35kPa…35MPa，隔離式結構，適用于多種流體介質性能可靠，適用場合更加廣泛。
麥克傳感MPM281壓力傳感器量程范圍0kPa～7kPa…100MPa,Φ19mm標準OEM壓力敏感元件，寬溫度補償范圍-10℃～80℃，長期穩定性可達±0.1%FS/年，運行更加穩定。
麥克傳感MPM283壓力傳感器量程范圍0kPa～200kPa…100MPa，Φ12.6mm小體積OEM壓力敏感元件，寬溫度補償范圍-10℃～80℃，耐壓值高，穩定、可靠，特別適合中高壓力的測量。
壓力傳感器使用時需要注意什么？
除此之外，在使用壓力傳感器時，為了延長傳感器的使用壽命，節約更多成本，也需要注意一下幾點：
（1）需注意壓力介質的適應性：被測介質的腐蝕性、粘稠度、導電性，關注一些特殊的氣體(氫氣、氧氣等）；
（2）需注意供電大小與功耗；
（3）需注意電流為恒流還是恒壓；
（4）需注意安裝時，傳感器的外形尺寸、壓力與電器接口的選擇；
（5）需注意環境溫度和介質溫度：被測介質的溫度，不同的溫度要選擇與溫度相適宜的密封圈，現在共有耐低溫和耐超低溫的密封圈可供選擇，并且也需要考慮外圍環境的溫度。
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溫度漂移
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。
由溫度變化所引起的半導體器件參數的變化是產生零點漂移現象的主要原因，因此也稱零點漂移為溫度漂移，簡稱溫漂。
中文名
溫度漂移
外文名
temperaturedrift
簡    稱
溫漂
變    化
溫度變化
原    因
半導體器件參數的變化
后    果
使電路無法正常工作
目錄
1
簡介
2
原理
3
補償電路
溫度漂移簡介
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語音
溫度漂移一般是指，環境溫度變化時會引起晶體管參數的變化，這樣會造成靜態工作點的不穩定，使電路動態參數不穩定，甚至使電路無法正常工作。一般來說，溫度升高，晶體管的電流放大倍數增大，Q點升高；反之減小。這部分額外增加的電流是溫度變化引起的，理解為溫度漂移。
溫度漂移原理
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語音
在直接耦合的放大電路中，即使將輸入端短路，用靈敏的直流表測量輸出端，也會有變化緩慢的輸出電壓。這種輸入電壓為零而輸出電壓不為零且緩慢變化的現象，稱為零點漂移現象。在放大電路中，任何參數的變化，如電源電壓的波動、元件的老化、半導體元件參數隨溫度變化而產生的變化。都將產生輸出電壓的漂移。在阻容耦合放大電路中，這種緩慢變化的漂移電壓都將降落在耦合電容之上，而不會傳遞到下一級電路進一步放大。但是，在直接耦合放大電路中，由于前后級直接相連，前一級的漂移電壓會和有用信號一起被送到下一級，而且逐級放大，以至于有時在輸出端很難區分什么是有用信號、什么是漂移電壓、放大電路不能正常工作
[1]
。采用高質量的穩壓電源和使用經過老化實驗的元件就可以大大減小由此而產生的漂移。所以由溫度變化所引起的半導體器件參數的變化是產生零點漂移現象的主要原因，因此也稱零點漂移為溫度漂移，簡稱溫漂。
溫度漂移補償電路
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語音
補償電路為了解決溫度漂移問題，在電橋的供電上，一般均采用恒流源供電方式。但由于制作工藝等原因，電橋中的電阻是不相等的，有零位輸出。所以，即使采用恒流源的供電方式，仍會有一定的溫度誤差。壓阻式壓力傳感器不僅有零位溫度漂移現象，而且它的靈敏度也隨溫度的變化而變化。壓阻式壓力傳感器的零位漂移，可采用在電橋電路中串聯、并聯熱敏電阻的方法來解決
[2]
。
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參考資料
1.

王英利,徐金濤,劉尚波,王嘉,石念寶.熱敏電阻用于補償Y波導溫度漂移[J].光子學報,2014,43(S1):144-148
2.

李文博,袁濤.超聲波流量計靜水時差溫度漂移的解決方法[J].傳感器與微系統,2013,32(12):52-54