關(guān)于傳感器漂移以及扭矩傳感器漂移的原因解析

人類社會的進步離不開社會上各行各業(yè)的努力，各種各樣的電子產(chǎn)品的更新?lián)Q代離不開我們的設(shè)計者的努力，其實很多人并不會去了解電子產(chǎn)品的組成，比如傳感器。傳感器漂移是指在輸入量不變的情況下，傳感器輸出量隨著時間變化的現(xiàn)象。產(chǎn)生漂移的原因有兩個方面：一是傳感器自身結(jié)構(gòu)參數(shù);二是周圍環(huán)境(如溫度、濕度等)。最常見的漂移是溫度漂移，即周圍環(huán)境溫度變化而引起輸出量的變化，溫度漂移主要表現(xiàn)為溫度零點漂移和溫度靈敏度漂移。

傳感器檢測外部一些參數(shù)，然后傳回一些模擬、數(shù)字信號，由于外部環(huán)境等的一些干擾，導(dǎo)致傳感器傳回的的信號中摻雜了一些干擾信號，因為傳感器要把信號發(fā)回去，需要將信號放大(由于未處理的信號很小)，但把正確的信號放大的同時也把干擾信號放大了!也許剛開始的時候干擾信號就比較大，經(jīng)過放大后，干擾信號已經(jīng)占據(jù)了主要的信號!使本來正確的信號完全變?yōu)橐愿蓴_信號為主導(dǎo)的信號，這個時候傳感器所傳送的信號就已經(jīng)發(fā)生了改變，即漂移!

傳感器漂移存在的原因及解決方法

傳感器具有零點漂移和溫度漂移。這兩種漂移都會影響傳感器的測量精度。如何解決這兩種漂移很重要。

因為傳感器電橋電路中的元件參數(shù)不對稱;彈性元件和電阻應(yīng)變片的敏感柵極材料的溫度系數(shù)和線膨脹系數(shù)不同，電橋引線的長度不一致。最后，傳感器構(gòu)成了橋的整個相鄰臂。溫度系數(shù)有一定的差異。當溫度變化時，相鄰臂的電阻變化不同，使電橋產(chǎn)生輸出不平衡，即零漂;對于智能型線性位移傳感器、編碼器、電子秤、進口位移傳感器，時間漂移——即對于系統(tǒng)來說，隨著時間的增加，相當于系統(tǒng)老化。這樣，系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)特性就會發(fā)生變化，就會發(fā)生漂移。溫度漂移——溫度影響引起的零點不穩(wěn)定性。可見，溫度的影響是產(chǎn)生零點漂移的最主要因素，也是最難控制的。

解決傳感器溫度漂移的方法一般有硬件和軟件兩種。硬件方法包括橋臂上串并聯(lián)適當?shù)暮阕璺?、橋臂熱敏電阻補償法、外橋串并聯(lián)熱敏電阻補償法、雙橋補償技術(shù)、三極管補償技術(shù)等。軟件方法是消除偏移通過軟件程序。這種方法對應(yīng)數(shù)字輸出傳感器非常實用，客戶可以通過軟件編寫，或者當傳感器配備數(shù)顯表時，也可以通過調(diào)整數(shù)顯表來實現(xiàn)。一切都非常方便。

扭矩傳感器漂移的原因

扭矩傳感器在使用過程中，偶爾會出現(xiàn)漂移現(xiàn)象。扭矩傳感器漂移的原因往往是傳感器的溫度發(fā)生了變化。如果我們能夠控制扭矩傳感器的溫度，則可以消除漂移現(xiàn)象。

在扭矩傳感器發(fā)展的早期，擴散硅芯片和金屬底座是用玻璃粉密封的。缺點是壓片周圍應(yīng)力較大。即使在退火后，應(yīng)力也不能完全消除。當溫度變化時，由于金屬、玻璃和擴散硅片的熱膨脹系數(shù)不同，會產(chǎn)生熱應(yīng)力，從而導(dǎo)致傳感器零點漂移。這就是為什么傳感器的零熱漂移遠大于芯片的零熱漂移的原因。使用銀漿與接線柱焊接，處理不好，容易造成接觸電阻不穩(wěn)定。尤其是溫度變化時，接觸電阻更容易發(fā)生變化。這些因素是造成傳感器漂移和溫度漂移大的原因。

為了消除扭矩傳感器的偏差，我們可以采用金硅共晶焊接法，在擴散硅和基體之間采用金硅共晶密封，因為金的軟應(yīng)力較小，壓力管是玻璃管上面燒結(jié)有硅環(huán)，玻璃管和底座用高溫膠粘合。為了測量壓力表的壓力，在玻璃管的外部粘合了一根金屬管以通向大氣。擴散的硅電阻條形成惠斯通電橋，通過高摻雜的方法形成導(dǎo)電書，將電橋可靠地連接到分布在外圍的鋁電極，而不是使用通常的蒸鋁和雕刻鋁條的方法。這將有助于減少傳感器的滯后。鋁電極和端子采用金絲焊接和超聲波焊接，使接觸處的電阻更加穩(wěn)定。

本文只能帶領(lǐng)大家對傳感器有了初步的了解，對大家入門會有一定的幫助，同時需要不斷總結(jié)，這樣才能提高專業(yè)技能，也歡迎大家來討論文章的一些知識點。