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聯(lián)系我們高精度MEMS硅PILZ壓力變送器溫度漂移研究
擴散硅壓力傳感器及變送器,因為其良好的性能特性被廣泛的應(yīng)用在工業(yè)過程控制系統(tǒng)中。由于半導(dǎo)體材料對溫度敏感,因此PILZ壓力變送器存在比較明顯的溫度漂移,需要進行補償以后才能使用。目前,硅PILZ壓力變送器要實現(xiàn)高精度測量需要較多的溫度補償點和較長的補償時間,相當(dāng)程度上制約了高精度硅PILZ壓力變送器的產(chǎn)業(yè)化。
高精度MEMS硅PILZ壓力變送器溫度漂移研究
PILZ壓力變送器作為工業(yè)測量儀表，在工業(yè)自動化控制中占有很重要的地位。隨著工業(yè)自動化的程度越來越高，對變送器的性能要求也在不斷的提高。由于目前我國變送器發(fā)展的整體水平明顯的低于國外。主要受到技術(shù)方面和企業(yè)能力的制約。在測量頭的結(jié)構(gòu)組件中，主要研究了關(guān)鍵零件中心膜片的材料選擇、波形設(shè)計、以及成品熱處理的開發(fā)。確立了影響膜片剛度的主要因素。在測量頭的封裝技術(shù)中主要研究了電子束焊接技術(shù)和滾焊技術(shù)，確立了在測量頭封裝中如何選擇的焊接技術(shù)。以及如何對電子束焊接和滾焊焊接進行參數(shù)設(shè)置。并為自主PILZ壓力變送器的設(shè)計提供理論支撐。主要圍繞如何在保證PILZ壓力變送器的精度和補償合格率的前提下,減少溫度補償點和縮短補償時間這一問題開展研究。研究了在工業(yè)應(yīng)用中具有代表性的兩類PILZ壓力變送器——絕壓變送器和差壓變送器的溫度補償問題,分別提出各自的補償方案。絕PILZ壓力變送器的溫度補償采用經(jīng)驗公式與線性插值法相結(jié)合的補償算法。通過對多臺絕壓變送器進行標(biāo)定實驗和對標(biāo)定數(shù)據(jù)的規(guī)格化處理,掌握其溫度特性的普遍性規(guī)律,再將量程分區(qū),總結(jié)得到不同壓力區(qū)間的經(jīng)驗公式。經(jīng)驗證,采用該算法絕壓變送器的精度和補償合格率均達到要求并且由原先5個溫度補償點減少到2個。差壓變送器溫度特性具有較大的離散性,減少溫度補償點難以保證補償合格率,因此本文提出了變溫標(biāo)定數(shù)據(jù)這一概念。在變送器溫度緩慢變化過程中標(biāo)定數(shù)據(jù),采用BP(Back Propagation)神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)建立差壓變送器的補償模型。針對BP網(wǎng)絡(luò)易陷入局部極值的缺點,利用改進的遺傳算法優(yōu)化BP網(wǎng)絡(luò)。通過實測數(shù)據(jù)的matlab仿真,驗證了算法的有效性,差壓變送器精度達到要求的同時有效的減少了溫度補償時間。
