当某温度下,驱动电压为V,负载P下的桥臂电阻变化为ΔR时,相应的理想差分输出:

我们往往还会定义一个参数叫灵敏度S,单位为(mV/V/kPa),如下描述。

上式中,是指同一温度T下,
和
分别为满量程输出和0点输出差分电压;
为0负载时的电桥驱动电压;
和
分别指满量程压强和0负载对应的压强。不同温度下
还不一样,所以有TCS:

灵敏度温度系数TCS,是指在高低温度h,c两处的灵敏度Sh
、Sc
相对于参考温度r处的灵敏度Sr
在测量温度范围内每摄氏度的变化量。
其实以上各参数计算时,都默认是线性变化量。工程应用上,如果一定范围内精度足够,即使非线性我们也会将其化为线性再处理,反之,如果要进一步提高数据精度,则要对各参数进行更高阶的设定。
如何降低温度对输出的影响
必要说明的是,在硅压阻压力产品参数中,TCR和TCS的正负,以及大小,都是在设计中有选择实现的。根据上一个段落中对TCR和TCS的线性化定义描述,我们可以先做以下的简单设定:
桥臂阻值用TCR表示为:

类似方式,灵敏度用TCS可以表示为:

由于实际使用中,对于电桥的驱动方式有两类,一类是恒流,另一类是恒压(我们把比率方式归入这类型)。关于比率方式,大家可以参考一下有关文档,以及我们之前发的应用文档,包括:
在恒流激励I的设定下,设想电桥输入阻抗Ri
未变,而温度T上升时,从式(4)和(5)中可以这样大致认为,即使相应的激励电压V= I×Ri
和负载压强P不变,在TCS<0的情况下,如果T增加∆T
,式(8)中的灵敏度ST
则减小,所以,对应的差分电压输出有:

如果式(9)中只有温度变化∆T
,由于TCS<0,所以输出信号Vout
会减小。然而,由于TCR>0,如果各项参数都符合对惠斯通电桥对称的设定,此时可以近似得到如下式(10),电桥的输入阻抗Ri
此时将增大,由此驱动电桥的电压将增大。

式(10)中即有增大的变量,又有减小的成分。所以,某种程度上,TCR的增大可以对TCS的减小有所补偿。但是可以肯定的是,一个包含∆T
二次项的方程,最多也就有2个解或者2个点刚好抵消。这两者是不会完全抵消的。