一种压力传感器的温度漂移的补偿方法

文档序号:6125586阅读:229来源:国知局

专利名称::一种压力传感器的温度漂移的补偿方法
技术领域
:本发明涉及应用于压阻式压力传感器的信号调理的集成电路设计的相关
技术领域
,特别是一种压力传感器的温度漂移的补偿方法。
背景技术
:随着半导体工艺的发展,人们制造出了硅压阻式压力传感器,一般是在硅片上用扩散或离子注入法形成四个阻值相等的电阻,将它们连成一个惠斯登电桥。如附图1所示。由于材料特性的因素,这种压力传感器在不同温度下的压力响应特性是不一样的。附图2是一个压力传感器在恒定激励电压VtB下的不同温度下的压力响应曲线。在温度变化比较大的应用中,需要对压力传感器的输出信号作相应的温度补偿。为此需要一个新的方法来实现这样的温度补偿。可应用于轮胎压力检测系统(TPMS),以及其它压阻式压力传感器的信号调理集成电路设计中。
发明内容本发明的目的是为了提供一种压力传感器的温度漂移的补偿方法,解决了现有的阻式压力传感器在不同温度下的输出不同,从而引起的误差的问题。为实现上述目的,本发明采用了以下技术方案本发明公开了一种压力传感器的温度漂移的补偿方法,包括该压力传感器的压力响应灵敏度关于温度的函数为S(T);传感器在某一个压力下电阻的变化AR等于该压力值AP与传感器的压力响应灵敏度S(T)的乘积,即AR^S(T)*AP;传感器的输出信号V,赠等于施加给传感器的激励电压V^与传感器在该压力下电阻的变化AR的乘积再除以传感器在零压力下的电阻R,即V,—丽)=VIB*AR/R=VIB*S(T)*AP/R;其特征在于压力传感器采用一恒温度系数的电压和一比例温度系数的电压的合成电压作为的激励电压,所述的激励电压对温度的补偿函数C(T)为1/S(T)"A+B*T。由于采用了以上的方案,使本发明具备的有益效果在于有效避免了压力传感器由温度变化引起的误差。图1是硅压阻式压力传感器的惠斯登电桥示意图。图2是压力传感器在恒定激励电压Vm下的不同温度下的压力响应曲线的示意图。图3是一恒温度系数的电压和一比例温度系数的电压合成激励电压的示意图。具体实施方式以下结合附图及实施例对本发明作进一步描述。一种压力传感器的温度漂移的补偿方法,该压力传感器中<formula>formulaseeoriginaldocumentpage4</formula>。其中,R为压力传感器在零压力下的电阻,AR为压力传感器在某一个压力下电阻的变化,S(T)为压力传感器的压力响应灵敏度,是一个对温度的函数,传感器的响应随着温度变化而变化,如下表所示<table>tableseeoriginaldocumentpage4</column></row><table><formula>formulaseeoriginaldocumentpage4</formula>其中,VIB为施加给传感器的激励电压,V(,,)为压力传感器的输出信号。为了使得压力传感器的输出信号V(^不随温度变化,需要对激励电压Vm作温度补偿,其对温度的补偿函数为<formula>formulaseeoriginaldocumentpage4</formula>如下表所示:<table>tableseeoriginaldocumentpage4</column></row><table>实现的方法是压力传感器采用一恒温度系数的电压和一比例温度系数的电压的合成电压作为的激励电压V胎如附图3所示。其中,I为Bang-gap电路结构设计的参考电压信号,VPT为Bang-gap电路中的一个随温度比例变化的电压信号。而施加经过温度补偿的激励电压经后传感器的输出响应如下表所示输出信号(fflV)压力(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.权利要求1.一种压力传感器的温度漂移的补偿方法,包括该压力传感器的压力响应灵敏度关于温度的函数为S(T);传感器在某一个压力下电阻的变化ΔR等于该压力值ΔP与传感器的压力响应灵敏度S(T)的乘积,即ΔR=S(T)*ΔP;传感器的输出信号V(INP-INN)等于施加给传感器的激励电压VIB与传感器在该压力下电阻的变化ΔR的乘积再除以传感器在零压力下的电阻R,即V(INP-INN)=VIB*ΔR/R=VIB*S(T)*ΔP/R;其特征在于压力传感器采用一恒温度系数的电压和一比例温度系数的电压的合成电压作为的激励电压,所述的激励电压对温度的补偿函数C(T)为1/S(T)。全文摘要本发明涉及一种压力传感器的温度漂移的补偿方法,包括该压力传感器的压力响应灵敏度关于温度的函数为S(T);传感器在某一个压力下电阻的变化ΔR等于该压力值ΔP与传感器的压力响应灵敏度S(T)的乘积,即ΔR=S(T)*ΔP;传感器的输出信号V<sub>(INP-INN)</sub>等于施加给传感器的激励电压V<sub>IB</sub>与传感器在该压力下电阻的变化ΔR的乘积再除以传感器在零压力下的电阻R,即V<sub>(INP-INN)</sub>=V<sub>IB</sub>*ΔR/R=V<sub>IB</sub>*S(T)*ΔP/R;其特征在于压力传感器采用一恒温度系数的电压和一比例温度系数的电压的合成电压作为的激励电压,所述的激励电压对温度的补偿函数C(T)为1/S(T)≈A+B*T。本发明有效避免了压力传感器由温度变化引起的误差。文档编号G01L27/00GK101275878SQ20071003854公开日2008年10月1日申请日期2007年3月27日优先权日2007年3月27日发明者王天心,岳黄申请人:捷顶微电子(上海)有限公司
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