tin tức công ty về Cách giảm thiểu sự trôi dạt do gia nhiệt của cảm biến áp suất

Hiện tượng biến động nhiệt độ của các cảm biến áp suất có thể gây ra biến động đọc cho đến khi hệ thống đạt đến nhiệt độ hoạt động.trong thiết bị y tế như máy hô hấp bệnh viện, các thiết bị kiểm tra chức năng phổi, và các máy theo dõi trẻ sơ sinh đòi hỏi độ chính xác cao liên tục, sự dịch chuyển nhiệt độ này là không thể chấp nhận được.Kiểm tra các cảm biến áp suất piezoresistive cơ bản giúp hiểu tác động của trôi trước nóng.

Bộ cảm biến này bao gồm một cơ thể chính (tức là "chip") và một ngăn chắn silicon mỏng với bốn cấu trúc xoắn piezoresistive trên bề mặt của nó.Các yếu tố piezoresistive thay đổi giá trị kháng cự của họ với sự thay đổi căng thẳng, và chúng thường được sắp xếp trong một cấu trúc cầu và được lắp đặt chính xác trên bề mặt ngăn chắn để tăng cường phản ứng với biến dạng ngăn chắn.Thiết kế này có thể cải thiện hiệu quả độ nhạy của phản ứng khi sự khác biệt áp suất ở cả hai bên của niêm mạc thay đổi.

Có hai nguồn chính của trôi nóng trước trong các cảm biến áp suất cơ bản. Một là sự dịch chuyển nóng trước của các yếu tố cảm biến. Khi hệ thống đạt đến nhiệt độ hoạt động, ống,nhiệt độ bề mặt, và các điểm nóng kết quả (sự đóng góp bề mặt) gây ra sự mất cân bằng trong cầu kháng cự trên bề mặt con chip và vòm.Sự gia tăng nhiệt độ của phần tử cảm biến kháng cự là tỷ lệ thuận với công suất tiêu tan và do đó tỷ lệ thuận với vuông của điện áp kích thích cảm biến (ΔTαV2).

Do đó, khi điện áp kích thích được giảm một nửa, sự gia tăng nhiệt độ của phần tử cảm biến sẽ giảm một phần tư, do đó làm giảm tình trạng bề mặt làm nóng trước bốn lần.Vì mức tín hiệu cảm biến cũng sẽ được giảm một phần tư trong cả hai trường hợp (với điện áp cung cấp giảm), hiệu quả tổng thể là giảm một nửa lỗi khởi nhiệt do sự đóng góp bề mặt.giảm nguồn cung cấp năng lượng cảm biến sẽ có tác động tiêu cực đến mức độ ồn điện tử của hệ thống.

Một giải pháp thích hợp khác là điều chỉnh điện áp cung cấp cảm biến theo yêu cầu băng thông hệ thống.Thiết kế này điều chỉnh thời gian bật cảm biến cho chu kỳ làm việc trung bình (iMặc dù cơ chế thực hiện của phương pháp này hơi phức tạp hơn, nhưng nó có thể làm giảm sự biến động nhiệt.Nó cung cấp hiệu suất tuyệt vời mà không ảnh hưởng đến mức độ ồn của hệ thống.

Ở đây, khoảng thời gian p giữa xung điện của ứng dụng đề cập đến thời gian khi nguồn điện tắt cộng với thời gian khi nguồn điện bật.Đây là thời gian cần thiết cho tất cả các tín hiệu để ổn định và cho cảm biến để lấy các bài đọc.

Ví dụ, xem xét một thiết bị cần đọc mỗi 500 ms, với thời gian ổn định 4 ms và thời gian thu thập tín hiệu 1 ms. So với một hệ thống không điều chỉnh,công suất trung bình của cảm biến chỉ là 1% công suất áp dụng ((1 ms + 4 ms) / 500 ms)Tất nhiên, thời gian này phụ thuộc vào các yêu cầu lấy mẫu của ứng dụng. Do ảnh hưởng của điện tích bề mặt, sự ổn định của p và thời gian t rất quan trọng.xem xét những lợi ích của việc điều chỉnh nguồn cung cấp năng lượng cảm biến, đây là một giới hạn thứ cấp.

Công nghệ bù nhiệt độ

Một nguyên nhân cơ bản khác của sự trôi dạt từ trước thực sự liên quan nhiều hơn đến các đặc điểm cảm biến, liên quan chặt chẽ đến công nghệ bù đắp nhiệt độ của hệ thống.Các hệ thống như vậy thường được trang bị cảm biến nhiệt độ bên ngoài để hiệu chỉnh cảm biến áp suất để loại bỏ ảnh hưởng của nhiệt độTrong một hệ thống cảm biến kép, một gradient nhiệt độ sẽ được tạo ra giữa thiết bị bên ngoài và bề mặt âm hộ.Thời gian cần thiết cho độ dốc nhiệt độ này để ổn định sẽ được nhận thức như hiện tượng trôi dạt trước nóng.

Bằng cách sử dụng điện trở cảm biến (các điện trở cầu thay đổi theo nhiệt độ) như là các yếu tố cảm biến nhiệt độ, ảnh hưởng này có thể được giảm thiểu.cầu nối cảm biến áp suất thay thế thermistor (một điện trở được sử dụng để đo thay đổi nhiệt độ) thường được sử dụng trong mạch, tạo thành một cây cầu Wheatstone hiệu quả.do đó, một sự gia tăng nhiệt độ sẽ dần dần gây ra các tín hiệu điện áp đầu ra (Vt) của phần giám sát nhiệt độ của mạch để hiển thị một thay đổi tiêu cựcSự thay đổi của Vt so với điện áp tham chiếu (Vref) thực sự là một phép đo hiệu quả của nhiệt độ cảm biến.Các hệ thống điện tử sử dụng phép đo này như là tham chiếu nhiệt độ hiệu chuẩn cho cảm biến áp suấtVì không cần phải dựa vào một cảm biến nhiệt độ bên ngoài, không có gradient nhiệt độ trong hệ thống, do đó loại bỏ cái gọi là hiện tượng trôi dạt nóng trước.bằng cách kết hợp các kỹ thuật điều chỉnh công suất và bù nhiệt độ, ảnh hưởng của trục trặc nóng trước có thể được loại bỏ gần như hoàn toàn.