Unternehmensnachrichten über Wie man die Vorwärmungsverschiebung von Drucksensoren minimiert

Das Phänomen der Temperaturverschiebung von Drucksensoren kann zu Messschwankungen führen, bis das System die Betriebstemperatur erreicht hat.in medizinischer Ausrüstung wie Krankenhausventilatoren, Lungenfunktionsprüfgeräte und Neugeborenenmonitore, die eine kontinuierliche hohe Präzision erfordern, ist diese Temperaturverschiebung inakzeptabel.Überprüfung des grundlegenden piezoresistiven Drucksensors hilft, die Auswirkungen von Vorwärmtreibung zu verstehen.

Dieser Sensor besteht aus einem Hauptkörper (d. h. dem "Chip") und einem dünnen Siliziumdiaphragma mit vier piezoresistiven Torsionsstrukturen auf seiner Oberfläche.Die piezoresistiven Elemente ändern ihre Widerstandswerte mit Spannungsänderungen, und sie sind in der Regel in einer Brückenstruktur angeordnet und genau auf der Membranoberfläche installiert, um die Reaktion auf Membranverformungen zu verbessern.Diese Konstruktion kann die Reaktionsempfindlichkeit effektiv verbessern, wenn sich die Druckdifferenz auf beiden Seiten der Membran ändert.

Es gibt zwei Hauptquellen für Vorwärmungsdrift in Grunddrucksensoren. Eine ist die Vorwärmungsverschiebung des Sensorelements.Oberflächentemperatur, und die daraus resultierenden Hotspots (Oberflächenbeitrag) verursachen ein Ungleichgewicht in der Widerstandsbrücke auf der Chip- und Membranoberfläche.Der Temperaturanstieg des Widerstandsempfinderelements ist proportional zur abgeworfenen Leistung und somit proportional zum Quadrat der Sensor-Erregungsspannung (ΔTαV2).

Wenn also die Anregungsspannung halbiert wird, wird der Temperaturanstieg des Sensorelements um ein Viertel reduziert, wodurch der Vorheizoberflächenzustand um das Vierfache reduziert wird.Da die Sensorsignalstufe in beiden Fällen ebenfalls um ein Viertel reduziert wird (mit der reduzierten Versorgungsspannung), ist die Gesamtwirkung, den Vorwärmefehler aufgrund des Oberflächenbeitrags um die Hälfte zu reduzieren.Verringerung der Sensorstromversorgung wirkt sich negativ auf den elektronischen Systemlärmpegel aus.

Eine weitere bevorzugte Lösung ist die Anpassung der Sensorversorgungsspannung an die Anforderungen an die Systembandbreite.Diese Konstruktion passt die Einsatzzeit des Sensors an den durchschnittlichen Arbeitszyklus an (iDie Erhöhung der Wärmeeffizienz wird durch die Erhöhung der Wärmeeffizienz und die Erhöhung der Wärmeeffizienz durch die Erhöhung der Wärmeeffizienz und die Erhöhung der Wärmeeffizienz durch die Erhöhung der Wärmeeffizienz und die Erhöhung der Wärmeeffizienz durch die Erhöhung der Wärmeeffizienz.Sie bietet eine hervorragende Leistung ohne Beeinträchtigung des Geräuschpegels der Anlage.

Hier bezieht sich die Periode p zwischen den Leistungspulsen der Anwendung auf die Zeit, in der der Strom ausgeschaltet ist, plus die Zeit, in der der Strom eingeschaltet ist.Dies ist die Zeit, die benötigt wird, damit sich alle Signale stabilisieren und der Sensor Messwerte erhebt.

Zum Beispiel betrachten wir ein Gerät, das alle 500 ms Messwerte erfassen muss, mit einer Stabilisierungszeit von 4 ms und einer Signalgewinnungszeit von 1 ms.die durchschnittliche Leistung des Sensors beträgt nur 1% der angewandten Leistung ((1 ms + 4 ms) / 500 ms)Diese Zeitspanne hängt natürlich von den Probenahmeanforderungen der Anwendung ab. Aufgrund des Einflusses von Oberflächenladungen ist die Konstanz von p und Zeit t sehr wichtig.die Vorteile der Steuerung der Sensorstromversorgung berücksichtigen, ist dies eine sekundäre Einschränkung.

Temperaturkompensationstechnik

Eine weitere Ursache für die Vorwärmverschiebung hängt eher mit den Sensorikmerkmalen zusammen, die eng mit der Temperaturkompensationstechnologie des Systems zusammenhängen.Solche Systeme sind in der Regel mit externen Temperatursensoren ausgestattet, um den Drucksensor zu kalibrieren, um den Einfluß der Temperatur zu eliminierenBei einem Dualsensorsystem wird zwischen dem externen Gerät und der Membranoberfläche ein Temperaturgradient erzeugt.Die Zeit, die für die Stabilisierung dieses Temperaturgradienten erforderlich ist, wird als Vorwärmungsdrift erkannt..

Durch die Verwendung des Sensorwiderstands (der mit der Temperatur variierenden Brückenwiderstand) als Temperaturempfindungselement kann dieser Einfluss minimiert werden.Die Drucksensorbrücke ersetzt den Thermistor (einen Widerstand zur Messung von Temperaturänderungen), der typischerweise in der Schaltung verwendet wirdDie Sensorbrücke hat einen relativ hohen positiven Temperaturkoeffizienten (TCR).so wird ein Temperaturanstieg allmählich dazu führen, dass die Signal-Ausgangsspannung (Vt) der Temperaturüberwachung Teil der Schaltung eine negative Veränderung zu zeigenDie Veränderung von Vt im Verhältnis zur Referenzspannung (Vref) ist tatsächlich eine wirksame Messung der Sensortemperatur selbst.Die Systemelektronik verwendet diese Messung als Kalibriertemperaturreferenz für den DrucksensorDa es nicht notwendig ist, sich auf einen externen Temperatursensor zu verlassen, gibt es keinen Temperaturgradienten im System, wodurch das sogenannte Vorwärmungs-Drift-Phänomen beseitigt wird.durch Kombination von Techniken zur Leistungsregulierung und Temperaturkompensation, kann der Einfluß des Vorwärmtreibens fast vollständig beseitigt werden.