具体例子说明

场景：一个压力传感器，其输出存在零位偏差、灵敏度误差和非线性。

1. 硬件补偿方案

• 零位偏差：在传感器的输出端连接一个运放电路，通过调整一个可变电阻（电位器）来提供一个反向的偏置电压，将零点调整到标准值。

• 灵敏度/温漂：在电路中加入一个热敏电阻，其电阻值随温度变化。这个变化会反馈到运放的放大倍数上，当温度升高导致传感器灵敏度下降时，电路自动增大放大倍数，进行抵消。

• 非线性：设计一个包含二极管或晶体管的非线性电路，其特性曲线恰好与传感器的非线性曲线相反，两者串联后，总输出就接近线性。

结果：从传感器的信号引脚直接输出一个已经过修正的、比较标准的模拟电压信号。主控MCU可以直接读取这个信号使用，无需再做处理。

2. 程序线性补偿方案

• 步骤1：数据采集与建模

• 在生产线上，将传感器置于恒温箱中，在多个已知压力点和多个温度点下，测量传感器的原始数字输出值（ADC值）。

• 获得一系列数据：(压力_真实, 温度, ADC_原始)

• 步骤2：建立数学模型

• 通过数学工具发现，传感器的误差可以用一个二元二次多项式很好地描述：
  压力_补偿 = a * (ADC_原始)² + b * (ADC_原始) + c * (温度) + d

• 通过拟合算法，计算出最优的系数 a, b, c, d。

• 步骤3：在程序中实现

• 将这些系数 a, b, c, d 存储在MCU的非易失存储器（如Flash）中。

• 在实际使用时，程序执行以下操作：

1. 读取当前的 ADC_原始 值。

2. 读取温度传感器的 温度 值。

3. 将 ADC_原始 和 温度 代入上面的公式进行计算。

4. 计算得到的 压力_补偿 就是最终的高精度压力值。

结果：MCU读取到的是传感器的原始、有误差的数字信号，但通过内部运行的一个小小的数学公式，输出了经过精确补偿后的结果。

总结与趋势

• 互补关系：在现代高性能传感器中，硬件补偿和软件补偿往往是结合使用的。硬件补偿负责处理一些基础的、共性的、要求速度快的误差（例如初步的温漂和零偏），将信号初步稳定；然后软件补偿再“精修”，处理残留的非线性和更复杂的交叉敏感问题，以达到极高的精度。

• 趋势：随着微处理器的计算能力越来越强、成本越来越低，软件补偿正变得越来越主流。其无与伦比的灵活性和高精度优势，使得许多传感器厂商倾向于生产“原始”信号输出（Raw Data）的传感器，将最终的补偿和校准工作交给下游的系统集成商通过软件完成，这样可以更好地适配不同的应用场景。