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IFM傳感器噪音如何處理?
2020-4-14 閱讀(237)
| 提 供 商 | 上海乾拓貿(mào)易有限公司 | 資料大小 | 9.3KB |
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IFM傳感器噪音如何處理?
IFM傳感器在圓形硅膜片N型定域擴(kuò)散4條P雜質(zhì)電阻條，并接成全橋，其中兩條位于壓應(yīng)力區(qū)，另兩條處于拉應(yīng)力區(qū)，相對(duì)于膜片中心對(duì)稱。硅柱形敏感元件也是在硅柱面某一晶面的一定方向上擴(kuò)散制作電阻條，兩條受拉應(yīng)力的電阻條與另兩條受壓應(yīng)力的電阻條構(gòu)成全橋。
IFM傳感器的種類繁多，如電阻應(yīng)變片壓力傳感器、半導(dǎo)體應(yīng)變片壓力傳感器、壓阻式壓力傳感器、電感式壓力傳感器、電容式壓力傳感器、諧振式壓力傳感器及電容式加速度傳感器等。但應(yīng)用廣泛的是壓阻式壓力傳感器，它具有極低的價(jià)格和較高的精度以及較好的線性特性。這種傳感器采用集成工藝將電阻條集成在單晶硅膜片上，制成硅壓阻芯片，并將此芯片的周邊固定封裝于外殼之內(nèi)，引出電極引線。
IFM傳感器主要由固定在硅杯上的硅杯膜片和外殼組成。硅膜片的上下有低壓腔和高壓腔，高壓腔通入被測(cè)壓力，低壓腔與大氣相通，檢測(cè)表壓力。也可以分別通入高、低壓力，檢測(cè)差壓力。在被測(cè)壓力或差壓作用下，硅膜片產(chǎn)生應(yīng)變，擴(kuò)散電阻的阻值隨應(yīng)變而變化。傳感器的外形結(jié)構(gòu)因被測(cè)介質(zhì)性質(zhì)和測(cè)壓環(huán)境而有所不同。由硅杯膜片構(gòu)成的壓力傳感器又稱為擴(kuò)散硅壓力傳感器。
已經(jīng)出現(xiàn)的集成壓阻式壓力傳感器（又稱固態(tài)壓力傳感器），采用大規(guī)模集成電路技術(shù)，將擴(kuò)散電阻、檢測(cè)放大電路、溫度補(bǔ)儻電路乃至電源變換電路和微處理器集成在同一塊中晶硅膜片上，兼有信號(hào)檢測(cè)、處理（放大、運(yùn)算、補(bǔ)償）、記憶功能，從而大大地提高了傳感器的穩(wěn)定性和測(cè)量準(zhǔn)確度。
IFM傳感器的優(yōu)缺點(diǎn)
1、對(duì)于壓力傳感器低頻噪聲主要是由于內(nèi)部的導(dǎo)電微粒出現(xiàn)不連續(xù)而導(dǎo)致的。特別是對(duì)于碳膜電阻，它的碳質(zhì)材料內(nèi)部往往會(huì)存在很多微小顆粒，顆粒之間是不連續(xù)的，在電流流過(guò)期，會(huì)使電阻的導(dǎo)電率發(fā)生變化引起電流的變化，產(chǎn)生類似接觸不好的閃爆電弧。
2、對(duì)于半導(dǎo)體器件產(chǎn)生的散粒噪聲，主要是由于半導(dǎo)體PN結(jié)兩端勢(shì)壘區(qū)電壓的變化引起累積在此區(qū)域的電荷數(shù)目改變，從而顯現(xiàn)出電容效應(yīng)。當(dāng)正向電壓減小時(shí)，它又使電子和空穴闊別耗盡區(qū)，相稱于電容放電。
3、當(dāng)外加反向電壓時(shí)，耗盡區(qū)的變化相反。當(dāng)電流流經(jīng)勢(shì)壘區(qū)時(shí)，這種變化會(huì)引起流過(guò)勢(shì)壘區(qū)的生微小波動(dòng)，從而產(chǎn)生電流噪聲。一般在壓力傳感器電路板上的電磁元件，如果產(chǎn)生干擾很多電路板上都有繼電器、線圈等電磁元件，在電暢通流暢過(guò)期其線圈的電感和外殼的分布電容向附近輻射能量，其能量會(huì)對(duì)附近的電路產(chǎn)生干擾。
4、像繼電器等元件其反復(fù)工作，通斷電時(shí)會(huì)產(chǎn)生瞬間的反向高壓，形成瞬時(shí)浪涌電流，這種瞬間的高壓對(duì)電路將產(chǎn)生大的沖擊，從而嚴(yán)峻干擾電路的正常工作。
在選擇壓力傳感器的時(shí)候我們要考慮他的綜合精度，而壓力傳感器的精度受哪些方面的影響呢?其實(shí)造成傳感器誤差的因素有很多，下面我們注意說(shuō)四個(gè)無(wú)法避免的誤差，這是傳感器的初始誤差。
的偏移量誤差：由于壓力傳感器在整個(gè)壓力范圍內(nèi)垂直偏移保持恒定，因此變換器擴(kuò)散和激光調(diào)節(jié)修正的變化將產(chǎn)生偏移量誤差。
其次是靈敏度誤差：產(chǎn)生誤差大小與壓力成正比。如果設(shè)備的靈敏度高于典型值，靈敏度誤差將是壓力的遞增函數(shù)。如果靈敏度低于典型值，那么靈敏度誤差將是壓力的遞減函數(shù)。該誤差的產(chǎn)生原因在于擴(kuò)散過(guò)程的變化。
三是線性誤差：這是一個(gè)對(duì)IFM傳感器始誤差影響較小的因素，該誤差的產(chǎn)生原因在于硅片的物理非線性，但對(duì)于帶放大器的傳感器，還應(yīng)包括放大器的非線性。線性誤差曲線可以是凹形曲線，也可以是凸形曲線稱重傳感器。
后是滯后誤差：在大多數(shù)情形中，IFM傳感器的滯后誤差*可以忽略不計(jì)，因?yàn)楣杵哂泻芨叩臋C(jī)械剛度。一般只需在壓力變化很大的情形中考慮滯后誤差。
壓力傳感器的這個(gè)四個(gè)誤差是無(wú)法避免的，我們只能選擇高精度的設(shè)備，利用高新技術(shù)來(lái)降低這些誤差，還可以在出廠的時(shí)候進(jìn)行一定的誤差校準(zhǔn)，盡大的可能來(lái)降低誤差以滿足客戶的需要
壓力傳感器是目前所有傳感器種類來(lái)說(shuō)，是使用多的傳感器，它的市場(chǎng)占有量也不不可估量的，那么它的各項(xiàng)技術(shù)也得根據(jù)市場(chǎng)需要，進(jìn)行不斷的改進(jìn)和完善，以適應(yīng)各個(gè)域越來(lái)越苛刻的環(huán)境。
壓力傳感器一般來(lái)說(shuō)是通過(guò)直接接觸或間接的接觸被測(cè)量對(duì)象來(lái)獲取相關(guān)的信息，它和被測(cè)物同時(shí)都處于被干擾的的環(huán)境之中，不可避免都會(huì)受到外界的干擾因素?，F(xiàn)主要以壓力傳感器和電容式壓力傳感器表現(xiàn)得相對(duì)比較顯出一點(diǎn)，它的抗干擾手段可以從結(jié)構(gòu)和軟件上著手解決這個(gè)問(wèn)題。改善壓力傳感器的結(jié)構(gòu)，在一定階以避免一些干擾，通過(guò)將信號(hào)處理電路與傳感器敏感元器件做成一個(gè)整體，這樣傳輸信號(hào)增強(qiáng)，抗干擾能力也相對(duì)的增強(qiáng)了。因?yàn)槭且惑w化的，也就減少了干擾的引入；集成化傳感器具有結(jié)構(gòu)緊湊、功能強(qiáng)的特點(diǎn)。還有就是從軟件上著手，像數(shù)字濾波，定時(shí)自校，特性補(bǔ)償?shù)鹊纫恍┐胧﹣?lái)執(zhí)行。
