瞬時(shí)過載為兩倍滿量程

可見，MEMS技術(shù)的智能化硅壓阻傳感器是高穩(wěn)定性、高靈敏度、寬溫度范圍、小封裝尺寸和高質(zhì)量的獨(dú)特組合。其具有更大的應(yīng)用優(yōu)勢(shì)。
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4? 應(yīng)用于汽車的MEMS技術(shù)智能化硅壓阻式壓力傳感器的信號(hào)智能調(diào)理設(shè)計(jì)

如圖3傳感器輸出電壓信號(hào)，Vo=VBΔR/R(R1=R2，R3=R4，ΔR1=ΔR2，ΔR3=R4)在理想狀態(tài)下其信號(hào)輸出是一個(gè)線性變化值。但是單晶硅材料的傳感器屬于半導(dǎo)體傳感器其受溫度的影響比較大。這使得傳感器在環(huán)境溫度變化時(shí)輸出呈現(xiàn)變化,影響讀出精度。對(duì)圖3的電橋加入溫度對(duì)電橋的影響，得出下式:????

V0=VBΔR/(R+ΔRt)

理想狀態(tài)下若ΔRt=0，則Vo=VBΔR/R，但是在汽車應(yīng)用環(huán)境中溫度的影響很大,所以必需采用補(bǔ)償技術(shù)。圖6為一組實(shí)測(cè)得的未補(bǔ)償過的傳感器的寬溫度范圍溫度壓力曲線圖。顯而易見,在汽車常用的工作溫區(qū),溫度引入的讀出誤差達(dá)到了10%左右,這顯然是不允許的。傳統(tǒng)的補(bǔ)償方法是在橋臂上串并聯(lián)電阻法補(bǔ)償,為提升工作效率采用激光修調(diào)預(yù)先制作在陶瓷基板上的厚膜電阻網(wǎng)絡(luò)的辦法來實(shí)現(xiàn)。但是此法有很多的缺點(diǎn)和局限性,并且寬溫度區(qū)的補(bǔ)償后精度也僅為2%~3%,達(dá)不到汽車測(cè)壓的要求。通過采用數(shù)字化的信號(hào)處理將傳感器的微弱信號(hào)轉(zhuǎn)化為標(biāo)準(zhǔn)電壓信號(hào),并且植入模型算法將輸出的標(biāo)準(zhǔn)信號(hào)補(bǔ)償?shù)揭欢ǖ木确秶鷥?nèi),是當(dāng)代最新的傳感器信號(hào)調(diào)理技術(shù)。

信號(hào)處理鏈路框圖,圖7所示。

在溫度傳感器的輔助作用下通過信號(hào)轉(zhuǎn)換開關(guān)分時(shí)讀取壓力與溫度的數(shù)值,通過可編程增益放大器將微弱信號(hào)放大,再經(jīng)過ADC量化傳感器的信號(hào)進(jìn)入數(shù)字處理器計(jì)算當(dāng)前溫度和?壓力下的補(bǔ)償后壓力輸出給數(shù)模轉(zhuǎn)換DAC輸出模擬信號(hào)。而溫度補(bǔ)償則可以通過通訊接口將參數(shù)寫入EEPROM?供數(shù)字處理器計(jì)算時(shí)調(diào)用。如此多的功能部件均可集成制作在一塊單一芯片上,使得ASIC電路很容易和MEMS技術(shù)制作的壓力敏感芯片封裝在一個(gè)小巧的殼體中。

在寬溫度范圍內(nèi)實(shí)測(cè)校準(zhǔn)后的傳感器有效抑制了溫度變化對(duì)其產(chǎn)生的影響。如圖8所示的多只標(biāo)準(zhǔn)信號(hào)輸出的傳感器寬溫度校準(zhǔn)數(shù)據(jù)曲線：不難看出,在寬溫度工作環(huán)境下采用此法校準(zhǔn)的傳感器的讀出溫度已達(dá)到寬溫度的高精度測(cè)量要求,且通過多通道的通訊接口進(jìn)行校準(zhǔn)的方法與批量制造技術(shù)兼容,實(shí)現(xiàn)制造車用傳感器的高性價(jià)比的要求。

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5?結(jié)語
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本文介紹了壓阻式傳感器的工作原理，并結(jié)合MEMS（微機(jī)電系統(tǒng)）技術(shù)，介紹了智能化硅壓阻傳感器。通過性能分析，得出了MEMS技術(shù)硅壓阻傳感器于汽車應(yīng)用上的優(yōu)勢(shì)地位。在汽車的常用溫區(qū)，對(duì)讀出精度有很高的要求，而現(xiàn)代MEMS技術(shù)硅壓阻傳感器通過信號(hào)智能調(diào)理設(shè)計(jì)，很好地滿足了這個(gè)要求。

隨著汽車工業(yè)在我國的發(fā)展，?MEMS技術(shù)硅壓阻傳感器將呈現(xiàn)大的增長(zhǎng)趨勢(shì)。