传感器性能温度补偿常用方法有哪些？

发布时间：2022年03月31日 16时16分32秒

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　　有些航空传感器，在实际使用过程中已经发现某些环境因素会对其性能产生影响。大量传感器的敏感元件采用金属或半导体材料，由于金属和半导体材料对温度变化具有固有的敏感特性，因此，当环境温度变化时，传感器的初始零点和输出灵敏度会产生温度漂移，为了削弱外部环境因素对传感器的性能影响，人们开展了对传感 器的补偿技术研究，其中较为常见的是温度补偿。

　　对应变式传感器和压阻式传感器进行温度补偿主要采用硬件补偿和软件补偿方法。硬件补偿包括桥臂并联电 阻法，桥臂热敏电阻补偿法，桥外串并联热敏电阻补偿法等。硬件补偿通常根据高低温环境下传感器的测试数据，选择对应的温度补偿元件，对传感器的初始零点和输出灵敏度漂移进行补偿。常见的软件补偿方法有插值法、最小二乘法拟合、BP神经网络算法等。软件补偿是以测温元件采集的实时环境温度为依据，将传感器的 零点、灵敏度与温度变化的算法集成到高速运算的单片机里，实现传感器的实时温度补偿。采用硬件修正无法进行复杂算法补偿并且补偿电路也容易受电磁环境等的影响，相比之下，软件补偿方法精度高，应用范围广，调试简单，因此成为传感器温度补偿的常用方法。

　　东华大学的张倩等人采用差分进化算法优化BP神经网络的算法。对压阻式压力传感器进行温度补偿从而改善BP神经网络，在通过训练得到权值和阈值时易陷入局部极小的问题，有效降低温度对压阻式压力传感器的影响。南京航空航天大学的蒋文亮等人以FPGA为核心，搭建了压力传感器的硬件构架 ，采用二维线性插值算法对压力进行补偿与修正，消除因工作温度环境参数发生变化而引起的信号漂移，满足航空发动机全权限数字系统对压力传感器的测量精度和温度环境实用性要求。电子科技大学的欧阳承曦设计了数字传感信号调理方案和模拟传感信号调理方案两种温度补偿方案，并在硬件补偿的基础上集成了软件补偿的方法，实现了在 -55~120℃的宽温度范围内对硅压阻式压力传感器的高精度温度补偿。

　　为了减小实际工作环境对航空传感器性能的影响，传感器的设计研制苹位针对传感器的敏感环境应力采取了有效的补偿方法，如常见的温度补偿，并给出了一定的校准曲线，一定程度上提高和改善了传感器的技术性 能和应用范围，有利于传感器的优化设计。但该种补偿方式，尤其是对多环境因素影响采取的朴偿方式，还不能全面、准确地描述环境因素对被测传感器性能的综合性动态性影响。因此还需要加强这方面的研究，另外也可 以从新材料、新结构方向出发，开展新型传惑器的开发研制。例如蓝宝石高温压力传感器和高温压电振动传感器，增强传感器环境适应性，解决传感器性能易受环境影响的问题。

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