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1、随着集成电路和半导体技术的发展，出现了基于半导体材料压阻效应的半导体力敏传感器，硅压阻式压力传感器具有体积小、性能高、成本低等特点。 优点是用途广泛。 但扩散技术形成的电桥电阻值容易随温度变化，压阻元件的压阻系数负温度系数大，容易造成电阻值和电阻温度系数的离散，导致压力传感器的热灵敏度漂移。 和零漂移[。 为此，笔者设计了一种适用于压阻式压力传感器的整体温度补偿电路，具有补偿精度高、稳定性好、调整方便等优点快速测压器，能够取得满意的应用效果。

2、误差来源 由于半导体材料对温度非常敏感，压阻式压力传感器的四个检测电阻大多接成惠斯通电桥式，具有恒流和恒压两种工作模式。 设半导体应变片电阻Rt的温度系数为α，灵敏度K的温度系数为β，施加在传感器上的电压为Vin，则电阻值和灵敏度随温度变化的表达式分别为： RT=R0(1+αT) (1); KT=K0(1+βT) (2) 则传感器输出为[2]： Vout = (△R/R0)Vin = K0(1+βT)eVin (3) 式中，R0——参考电阻值温度传感器（初始值）； △R——压力引起的电阻变化； K0——参考温度下的灵敏度； e——规范系数。 从该式可知，压力随温度的变化与β随温度的变化相同，具有较大的负温度系数，温度系数为-0.002/℃~-0.003/℃。 图1为不同掺杂浓度下P型硅片的灵敏度系数随温度变化的曲线[3]。 在图中，从a到e的每条曲线对应于增加的掺杂浓度。 从图中可以看出，无论是轻掺杂还是重掺杂，P型应变电阻的灵敏度系数都随着温度的升高而逐渐减小。 由于应变片的电阻值无法匹配，而应变片的电阻温度系数约为0.3%/°C，会造成零点漂移电压。

三、温度补偿原理及电路设计 1、零温漂补偿压阻式压力传感器的四个检测电阻大多采用惠斯通电桥的形式连接。 原理如图2(a)所示。 根据惠斯通电桥原理，零输出电压为：Vout=

(4)常温下，应设置R2R4-R1R3=0[3]，零位输出为0。当外界温度为T时，电桥零位输出变为：Vout′=

(5) 若R2TR4T-R1TR3T>0，温漂为正； 如果 R2TR4T-R1TR3T

(6) 因R1'= R1+Rm，Vout'=0，代入式(1)计算：Rm=R4

. (2) 计算并联电阻Rn 的值。 在图 2(c) 中，Vout′= U

(7) 因为 R3′=

, Vout′=0, 根据公式(6): Rn=

. 2、灵敏度温度补偿采用整体电路温度补偿方式补偿灵敏度温漂。 设计电路如图3所示，图中A1、A2组成差分放大器，将传感器输出电信号转换为差分电压，再由A4作为差分输入单端输出放大器进行转换将电压差信号转化为电信号输出到地。 由于传感器的输出电压灵敏度漂移具有负温度系数快速测压器，因此被晶体管基极-发射极电压Vbe的负温度特性所抵消。 同时在A4上与负反馈电阻并联一个正温度系数的热敏电阻RT，达到利用增益的正温度特性更好地补偿灵敏度负温度特性的目的。桥梁部分。

3、整体性能设计 因为在零位补偿中，实际传感器的零位输出Vout一般不是0V，不满足R2R4=R1R3的假设，所以需要在传感器的A4正相输入端接一个补偿器图3处理电路。只有使用零电阻时，零位和温度漂移才能一起补偿。 调整VP3改变其阻值，使输出电压值通过跟随器A4输入到A5的反端，可以消除零漂的影响。 由于流经VP3的电流不是恒定的，转换后的电压在很多情况下也不是恒定的，因此必须外接集成运放A3以增强传感器性能的稳定性。