一种硅压阻式压力传感器的高精度温度补偿电路及方法技术

本发明专利技术提供一种硅压阻式压力传感器的高精度温度补偿电路，包括温控恒压源、零点温漂补偿电路、增益调节电路、零点电压调整电路及减法器，所述零点温漂补偿电路分别与温控恒压源及增益调节电路连接，所述减法器分别与增益调节电路及零点电压调整电路连接。本发明专利技术还提供一种硅压阻式压力传感器的高精度温度补偿方法，采用全模拟电路的温度补偿方法实现硅压阻式压力传感器‑55℃到125℃全温度范围内0.4％FS精度、输出0.5V～4.5V的要求。

A High Precision Temperature Compensation Circuit and Method for Silicon Piezoresistive Pressure Sensor

The invention provides a high-precision temperature compensation circuit for a silicon piezoresistive pressure sensor, which includes a temperature-controlled constant voltage source, a zero-point temperature drift compensation circuit, a gain adjustment circuit, a zero-point voltage adjustment circuit and a subtractor. The zero-point temperature drift compensation circuit is respectively connected with a temperature-controlled constant voltage source and a gain adjustment circuit, and the subtractor is respectively connected with a gain adjustment circuit and a zero-point voltage adjustment circuit. Answer. The invention also provides a high-precision temperature compensation method for silicon piezoresistive pressure sensor. The temperature compensation method of full analog circuit is used to realize the requirements of 0.4% FS precision and 0.5V-4.5V output of silicon piezoresistive pressure sensor in the range of 55 ~125 ~C.

【技术实现步骤摘要】
一种硅压阻式压力传感器的高精度温度补偿电路及方法
本专利技术涉及电路设计
，尤其涉及一种硅压阻式压力传感器的高精度温度补偿电路及方法。
技术介绍
现有硅压阻式压力传感器的温度补偿方法一般分为数字补偿方法和模拟补偿方法。数字补偿方法：采用专用的压力传感器调理芯片，对温度和压力进行补偿，内置MCU及FLASH存储芯片，其缺点是FLASH储存芯片的温度适应范围比较窄，且存储寿命有时间要求。模拟补偿方法：现有的模拟方法大多采用两个步骤补偿，先零点补偿，通过在电桥上串并联低温漂电阻使电桥输出至零点，再通过用负温度系数的NTC电阻或二极管进行灵敏度温漂补偿。其缺点是精度只能补偿到1.2％左右，精度较低。有鉴于此，本专利技术研发出一种硅压阻式压力传感器高精度温度补偿方法，补偿后的压力传感器能在-55℃至125℃温度范围内工作，输出精度小于0.4％FS，本案由此产生。
技术实现思路
本专利技术要解决的技术问题之一，在于提供一种硅压阻式压力传感器的高精度温度补偿电路，采用全模拟电路的温度补偿方法实现硅压阻式压力传感器-55℃到125℃全温度范围内0.4％FS精度、输出0.5V～4.5V的要求。本专利本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种硅压阻式压力传感器的高精度温度补偿电路，其特征在于：包括温控恒压源、零点温漂补偿电路、增益调节电路、零点电压调整电路及减法器，所述零点温漂补偿电路分别与温控恒压源及增益调节电路连接，所述减法器分别与增益调节电路及零点电压调整电路连接。

【技术特征摘要】
1.一种硅压阻式压力传感器的高精度温度补偿电路，其特征在于：包括温控恒压源、零点温漂补偿电路、增益调节电路、零点电压调整电路及减法器，所述零点温漂补偿电路分别与温控恒压源及增益调节电路连接，所述减法器分别与增益调节电路及零点电压调整电路连接。2.根据权利要求1所述的一种硅压阻式压力传感器的高精度温度补偿电路，其特征在于：所述温控恒压源包括运算放大器U4A、接口P2、PTC热敏电阻RT1、电阻R2、电阻R3、电阻R6、电阻R9、电阻Ra1、电阻Rb1、电阻Rc1、电阻Rd1、电阻RS1、电阻RS2、电阻RS3、电阻RS4、电阻RP1及电阻RP2，所述运算放大器U4A同向输入端分别与电阻R6的一端和电阻R9的一端连接，所述电阻R6的另一端连接至电源，所述运算放大器U4A反向输入端分别与电阻R2的一端和PTC热敏电阻RT1的一端连接，所述PTC热敏电阻RT1的另一端连接至电阻R3的一端，所述运算放大器U4A的输出端分别与电阻R3的另一端、电阻RS1的一端、电阻RS2的一端、电阻Ra1的一端、电阻Rd1的一端和零点温漂补偿电路的输入端的一端点连接，所述接口P2的第四引脚连接至电源，所述接口P2的第一引脚、电阻R9的另一端、电阻R2的另一端、电阻RS3另一端的和电阻RS4的另一端接地；所述接口P2的第二引脚、电阻RS1的另一端、电阻Ra1的另一端、电阻RP1的另一端和电阻Rb1的另一端连接于零点温漂补偿电路的输出端的一端点，所述接口P2的第三引脚、电阻RS2的另一端、电阻Rd1的另一端、电阻RP2的另一端和电阻Rc1的另一端连接于零点温漂补偿电路的输出端的另一端点。3.根据权利要求2所述的一种硅压阻式压力传感器的高精度温度补偿电路，其特征在于：所述零点温漂补偿电路包括压力传感器的惠斯通电桥、电阻RS5及电阻RP3，所述惠斯通电桥包括电阻Rq1、电阻Rq2、电阻Rq3及电阻Rq4，所述电阻Rq1、电阻Rq2、电阻Rq3和电阻Rq4首尾依次连接，所述电阻RS5串联于电阻Rq2和电阻Rq3之间，所述电阻RP3并联于电阻Rq4的两端，所述电阻Rq1和电阻Rq4相连的一端连接于增益调节电路的输入端Uin+，所述电阻RS5和电阻Rq3相连的一端连接于增益调节电路的输入端Uin-，所述输入端Uin+还连接于运算放大器U4A的输出端，所述输入端Uin-接地；所述电阻Rq3和电阻Rq4相连的一端连接于温控恒压源的输出端Uo+，所述电阻Rq1和电阻Rq2相连的一端连接于温控恒压源的输出端Uo-，所述输出端Uo+还连接于接口P2的第二引脚、电阻RS1的另一端、电阻Ra1的另一端、电阻RP1的另一端和电阻Rb1的另一端，所述输出端Uo-还连接于接口P2的第三引脚、电阻RS2的另一端、电阻Rd1的另一端、电阻RP2的另一端和电阻Rc1的另一端。4.根据权利要求3所述的一种硅压阻式压力传感器的高精度温度补偿电路，其特征在于：所述增益调节电路包括运算放大器U4B、运算放大器U4C、运算放大器U4D、电阻R4、电阻R5、电阻R7、电阻R8、电阻R10、电阻R11及电阻R12，所述运算放大器U4B的同向输入端连接至温控恒压源的输出端Uo-，所述运算放大器U4B的反向输入端分别与电阻R7的一端和电阻R8的一端连接，所述运算放大器U4B的输出端分别与电阻R7的另一端和电阻R4的一端连接，所述运算放大器U4D的同向输入端连接至温控恒压源的输出端Uo+，所述运算放大器U4D的反向输入端分别与电阻R8的另一端和电阻R10的一端连接，所述运算放大器U4D的输出端分别与电阻R10的另一端和电阻R11的一端连接，所述运算放大器U4C的反向输入端分别与电阻R4的另一端和电阻R5的一端连接，所述运算放大器U4C的同向输入端分别与电阻R11的另一端和电阻R12的一端连接，所述电阻R12的另一端接地，所述运算放大器U4C的输出端分别与电阻R5的另一端和减法器连接。5.根据权利要求1所...

【专利技术属性】
技术研发人员：周富强，陈昌鹏，刘瑞林，翁新全，许静玲，
申请(专利权)人：厦门乃尔电子有限公司，
类型：发明
国别省市：福建,35