温压力传感器的温度补偿.doc

摘 要 压阻式压力传感器是利用半导体材料硅的压阻效应制成的传感器，具有灵敏度高，动态响应快，测量精度高，稳定性好，工作温度范围宽，易于小型与微型化，便于批量生产与使用方便等特点。因此，它是一种发展迅速，应用广泛的新型传感器。压阻式压力传感器的一个主要问题是温度补偿问题，由于温度会对传感器的灵敏度及测量精度产生很大的影响，在相当程度上限制了压阻式压力传感器的使用，对传感器进行温度补偿显的尤为重要。本文介绍了一种温度补偿方法的基本原理，其解决了微型压阻式压力传感器温补问题；详细阐述了一种实用的整体补偿电路,并从理论上导出了分析计算公式，最后给出传感器整体的零位和灵敏度温度系数在补偿前后的对比情况。 关键词：压阻式压力传感器 温度测量 整体温度补偿 ABSTRACT Piezoresistive pressure sensor, be made of semiconductor silicon based on piezoresistive phenomenon ,has many characteristics of high sensitivity, quick response high measurement precision ,good stability ,wide working temperature range and being miniaturized and produced easily. It is a new type sensor developed quickly and used widely .piezoresistive pressure sensor always faces an important problem of temperature compensation which restricts its application ,because of temperature influence on sensor’s sensitivity and measurement precision. Therefore ,it is a significant project to research temperature compensation for piezoresistive pressure sensor. In this paper, a method of temperature compensation of the basic principles, the solution to a miniature piezoresistive pressure sensor warming problem; elaborate on the overall utility of a compensation circuit, and analysis derived from the theoretical formula, given the sensor zero overall temperature coefficient and sensitivity in contrast to the situation before and after compensation. Keyword: Piezoresistive pressure sensor Temperature measurement The overall temperature compensation 目录 1.1 课题背景 随着集成电路和半导体技术的发展，出现了以半导体材料的压阻效应为原理制成的半导体力敏传感器 ，而其中的硅压阻式压力传盛器因具有体积小、性能高、廉价等优点得到了广泛应用。但利用扩散技术形成电挢阻值易随温度改变，并且压阻组件的压阻系数具有较大的负温度系数，这些易引起电阻值与电阻温度数的离散，导致压力传感器的热灵敏度漂移和零点漂移? 为此，采用设计了一种适用于压阻式压力一传感器的整体温度补偿电路．它具有补偿精度高、稳定性能好、调节方便等优点，可达到较为满意的应用结果。 硅单晶材料优良的压阻效应与完美的微加工技术相结合，被广泛用于制备压力传感器。现以薄膜压力传感器为例来说明传感器的发展过程。 半导体传感器的发展可以分为四个阶段： 1）发明阶段(1947～1960)：这个阶段主要是以1947年双极性晶体管的发明为标志。此后，半导体及设备的特性得到了广泛应用。史密斯(C.S.Smith)于1945年发现了硅和锗的压阻效应，即当有机械力作用于半导体材料时，其电阻发生变化。依据此原理制成的第一个压力传感器是把硅和锗应变电阻片粘在金属薄膜上，将力信号转化为电信号进行测量。此阶段