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温度对硅阻压力传感器的影响及差分信号放大简要补充
来源: | 作者:SSRT | 发布时间 :2024-06-19 | 56 次浏览: | 分享到:

理论上,抵消的温度点取决于参数的温度系数相对于温度T的阶数。那是否就此担心温度导致的偏差无法弥补?当然不会。一方面是一定范围内线性度足够,另一方面当然取决于应用对于误差精度的要求以及温度补偿是否到位。

在我们硅油隔离型NPI-15,19中的一个系列以及NPC1210,NPC1220陶瓷基板系列产品中,均采用恒流激励的方式下通过电阻网络的方式对0点,及满量程输出FSO进行了温补和校准。比较典型的如下图所示[1]

图-2 硅压阻电桥温补和校准电阻网络(恒流)-NPI-15C

在上图中的R1和R2,就是用于补偿桥臂的温度系数的。一般地,通过对一个有一定正温度系数的器件并联一个电阻的方式,可以降低其温度系数。如下图演示数据减小温度系数的有效性。

图-3 并联电阻对于TCR的影响

演示的数据为了将差异看得清楚些,将待处理的TCR设置为1%,以及目标温度系数0.1%。演示数据中,初始斜率为50,目标斜率是5。通过并联电阻,将斜率从50降低到了12.78。也就是说,通过在桥臂上并联电阻的方式,是可以减小温度系数的。

 

实际产品中,由于是在一个晶圆上(wafer)生产加工,而且是一个硅片(Die)上临近的几个桥臂,其温度系数往往非常接近,所以温补的实现所用并联部分的电阻值都是较大的(>100kohm),从而不会如上图这样并联之后会这么显著地影响电桥的输入输出阻抗,而且调整后的温度系数也很接近目标值。

如果TCR通过上一步已经补偿,此时的TCR为正系数,而TCS仍然为负。如果我们在电桥的激励两端并联一个电阻(如图-2中的R5),则TCS也会随着这个并联阻值的增大而增大,而且可以看到,TCS通过这个方式也可以在某个点为0的时候。当然,这是和TCR一起作用的结果。

图-4 电桥并联电阻对于FSO的温度系数的影响

和TCR类同,这个TCS的温补不是线性的,但是只要相关的误差满足应用的误差要求,就完全没有问题。实际应用中,这个并联电阻值会随着每个传感器而各不相同,因此也会影响传感器的FSO数值。在FSO各不相同的情况下,如何实现器件的现场应用的良好互换性?这可以通过配置前端放大用到的增益电阻,或者通过配置有差异的驱动电流。具体请参考我们的应用文档《无源传感器互换性特点及实现》。

其它的产品,如NPI-15,19等模拟输出的系列产品,则随产品提供每个产品的FSO,用户可以根据该值进行适当配置前端放大部分的参数。

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