一種壓力傳感器的溫度漂移的補償方法

2023-10-11 18:47:59 3

專利名稱：：一種壓力傳感器的溫度漂移的補償方法
技術領域：
：本發明涉及應用於壓阻式壓力傳感器的信號調理的集成電路設計的相關
技術領域：
，特別是一種壓力傳感器的溫度漂移的補償方法。
背景技術：
：隨著半導體工藝的發展，人們製造出了矽壓阻式壓力傳感器，一般是在矽片上用擴散或離子注入法形成四個阻值相等的電阻，將它們連成一個惠斯登電橋。如附圖1所示。由於材料特性的因素，這種壓力傳感器在不同溫度下的壓力響應特性是不一樣的。附圖2是一個壓力傳感器在恆定激勵電壓VtB下的不同溫度下的壓力響應曲線。在溫度變化比較大的應用中，需要對壓力傳感器的輸出信號作相應的溫度補償。為此需要一個新的方法來實現這樣的溫度補償。可應用於輪胎壓力檢測系統(TPMS)，以及其它壓阻式壓力傳感器的信號調理集成電路設計中。
發明內容本發明的目的是為了提供一種壓力傳感器的溫度漂移的補償方法，解決了現有的阻式壓力傳感器在不同溫度下的輸出不同，從而引起的誤差的問題。為實現上述目的，本發明採用了以下技術方案本發明公開了一種壓力傳感器的溫度漂移的補償方法，包括該壓力傳感器的壓力響應靈敏度關於溫度的函數為S(T);傳感器在某一個壓力下電阻的變化AR等於該壓力值AP與傳感器的壓力響應靈敏度S(T)的乘積，即AR^S(T)*AP;傳感器的輸出信號V,贈等於施加給傳感器的激勵電壓V^與傳感器在該壓力下電阻的變化AR的乘積再除以傳感器在零壓力下的電阻R，即V，—麗)=VIB*AR/R=VIB*S(T)*AP/R;其特徵在於壓力傳感器採用一恆溫度係數的電壓和一比例溫度係數的電壓的合成電壓作為的激勵電壓，所述的激勵電壓對溫度的補償函數C(T)為1/S(T)"A+B*T。由於採用了以上的方案，使本發明具備的有益效果在於有效避免了壓力傳感器由溫度變化引起的誤差。圖1是矽壓阻式壓力傳感器的惠斯登電橋示意圖。圖2是壓力傳感器在恆定激勵電壓Vm下的不同溫度下的壓力響應曲線的示意圖。圖3是一恆溫度係數的電壓和一比例溫度係數的電壓合成激勵電壓的示意圖。具體實施方式以下結合附圖及實施例對本發明作進一步描述。一種壓力傳感器的溫度漂移的補償方法，該壓力傳感器中formulaseeoriginaldocumentpage4。其中，R為壓力傳感器在零壓力下的電阻，AR為壓力傳感器在某一個壓力下電阻的變化，S(T)為壓力傳感器的壓力響應靈敏度，是一個對溫度的函數，傳感器的響應隨著溫度變化而變化，如下表所示tableseeoriginaldocumentpage4formulaseeoriginaldocumentpage4其中，VIB為施加給傳感器的激勵電壓，V(，，)為壓力傳感器的輸出信號。為了使得壓力傳感器的輸出信號V(^不隨溫度變化，需要對激勵電壓Vm作溫度補償，其對溫度的補償函數為formulaseeoriginaldocumentpage4如下表所示:tableseeoriginaldocumentpage4實現的方法是壓力傳感器採用一恆溫度係數的電壓和一比例溫度係數的電壓的合成電壓作為的激勵電壓V胎如附圖3所示。其中，I為Bang-gap電路結構設計的參考電壓信號，VPT為Bang-gap電路中的一個隨溫度比例變化的電壓信號。而施加經過溫度補償的激勵電壓經後傳感器的輸出響應如下表所示輸出信號(fflV)壓力(MPa)-40°C-20。C25°C85°C125°C0.114.314.313.615.115.50.343.542.941.943.944.60.572.973.272.373.974.70.7102.1101.9101.6103.3103.權利要求1.一種壓力傳感器的溫度漂移的補償方法，包括該壓力傳感器的壓力響應靈敏度關於溫度的函數為S(T)；傳感器在某一個壓力下電阻的變化ΔR等於該壓力值ΔP與傳感器的壓力響應靈敏度S(T)的乘積，即ΔR＝S(T)*ΔP；傳感器的輸出信號V(INP-INN)等於施加給傳感器的激勵電壓VIB與傳感器在該壓力下電阻的變化ΔR的乘積再除以傳感器在零壓力下的電阻R，即V(INP-INN)＝VIB*ΔR/R＝VIB*S(T)*ΔP/R；其特徵在於壓力傳感器採用一恆溫度係數的電壓和一比例溫度係數的電壓的合成電壓作為的激勵電壓，所述的激勵電壓對溫度的補償函數C(T)為1/S(T)。全文摘要本發明涉及一種壓力傳感器的溫度漂移的補償方法，包括該壓力傳感器的壓力響應靈敏度關於溫度的函數為S(T)；傳感器在某一個壓力下電阻的變化ΔR等於該壓力值ΔP與傳感器的壓力響應靈敏度S(T)的乘積，即ΔR＝S(T)*ΔP；傳感器的輸出信號V(INP-INN)等於施加給傳感器的激勵電壓VIB與傳感器在該壓力下電阻的變化ΔR的乘積再除以傳感器在零壓力下的電阻R，即V(INP-INN)＝VIB*ΔR/R＝VIB*S(T)*ΔP/R；其特徵在於壓力傳感器採用一恆溫度係數的電壓和一比例溫度係數的電壓的合成電壓作為的激勵電壓，所述的激勵電壓對溫度的補償函數C(T)為1/S(T)≈A+B*T。本發明有效避免了壓力傳感器由溫度變化引起的誤差。文檔編號G01L27/00GK101275878SQ20071003854公開日2008年10月1日申請日期2007年3月27日優先權日2007年3月27日發明者王天心,嶽黃申請人:捷頂微電子(上海)有限公司