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中文摘要摘要目前对于工厂环境的监测和控制，基本上是人工进行的，劳动强度大，繁琐。
由于人工反应不及时，造成损失的现象时有发生。
而且现在许多工厂车间对于环境的要求越来越高，固有的监测和控制方法已经不能满足其需求。
随着PLC 技术的发展，PLC技术被更广泛的应用于实时监测和控制中来。
通过PLC技术的应用，能够清晰直观并且实时的收集信息，并自动快速的做出反应，实现对车间环境的自动化、智能化。
本论文主要讲述了基于以西门子S7-200系列可编程控制器（PLC）为主要的控制元件，采用PID算法进行控制，运用PLC梯形图编程语言进行编程。
本次设计的目的是实现对工厂环境的温度，湿度及管道压力进行实时监测和显示，并通过PID算法对温度、湿度和压力进行控制，使环境可以维持在工业要求的范围内。
关键词：温度湿度压力可编程控制器AbstractABSTRACTNow the monitoring and controlling of factory environment is basically a manual of labor-intensive and cumbersome. Artificial response in a timely manner, resulting in the phenomenon of the loss occurred. And now, the increasingly high demand for many of the factory floor environment, inherent in the monitoring and control methods have been unable to meet their needs. With the development of PLC technology, PLC technology is more widely used in the real-time monitoring and control. Through the application of PLC technology, clear and intuitive and real-time collection of information, automatically and quickly respond to the automation of the workshop environment, intelligent.This paper mainly based on Siemens S7-200 series programmable controller (PLC) for the control of the main components,the use of the PID algorithm,the use of PLC ladder programming language programming,to achieve the factory environment, temperature, humidity and pressure of the pipeline real-time monitoring and display, and at the same temperature, humidity and pressure control design method.Key words: temperature humidity pressure PLC目录摘要 (I)ABSTRACT (II)目录 (III)第一章引言......................................... - 1 -1.1 课题的背景和意义.................................. - 1 - 1.2 国内外研究现状.................................... - 1 - 1.3 本课题的主要研究内容............................... - 2 - 第二章 PID算法介绍.................................. - 3 - 2.1 PID算法简介...................................... - 3 - 2.2 PID参数的调整.................................... - 4 - 2.3 PID控制的应用.................................... - 5 - 第三章基于PLC监控系统的硬件设计 ....................... - 7 -3.1 系统的主要技术指标与参数........................... - 7 - 3.2 系统设计方案的论证 ................................ - 7 - 3.3 PLC的概述及选型 .................................. - 7 -3.3.1 PLC的产生和应用 ............................... - 8 -3.3.3 PLC的选型 ................................... - 10 -3.4 传感器的选择.................................... - 11 -3.4.1 温度传感器的选择.............................. - 11 -3.4.2 湿度传感器................................... - 13 -3.5 模块的配置和应用................................ - 15 - 3.6 其他元器件的选择................................ - 16 - 3.7 系统硬件接线图.................................. - 17 - 第四章系统的软件设计............................... - 19 -4.1 常用PLC程序的设计方法........................... - 19 -4.2 系统流程图..................................... - 19 - 4.3 温度监控程序的设计 .............................. - 20 - 4.4 湿度监控程序设计................................ - 25 - 4.5 压力监控子程序.................................. - 28 - 结论 ............................................. - 33 -参考文献.......................................... - 34 -致谢及声明......................................... - 35 -第一章引言1.1 课题的背景和意义温度、湿度、压力和人类的生产、生活有着密切的关系，同时也是工业生产中最常见最基本的工艺参数，例如机械、电子、石油、化工等各类工业中广泛需要对温度、湿度、压力的检测和控制。
本科毕业论文题目：一种组合压力传感器的阻尼系数选择研究摘要测力传感器是传感器技术中的一个重要分支，它跨计算机、自动控制、机械、电子等多个学科。
目前，越来越多的测力传感器已应用到工业、农业、国防、航空航天、医学等众多领域。
这些应用对测力传感器的测量围以及测量精度提出了更高的要求。
现有的大量程压力传感器在测量小围压力时精度不高而小量程的压力传感器精度高却不满足测量围。
压力传感器是测力传感器的一种，在工程中有广泛的应用，传感器也可以认为是由质量，阻尼，弹簧组成的测量系统。
上述三个参数的合理选择对其动态力测量的品质有着至关重要的影响。
本题目在已有一款组合型压力传感器的基础上，对其中的大量程传感器。
仿真研究该传感器阻尼系数对其动态测量性能的定量关系，选出最优的阻尼参数。
关键词：压力传感器，组合结构，动量测量，阻尼参数AbstractForce sensor is an important branch in the technological field of the sensor. It refers to computer sicence , automation, mechanism, electronic science. At present, more and more various kinds of force sensor are introduced into many application situation , such as industry ,agriculture, national defense, aerospace, medicine, etc. High demands on measurement range and measurement accuracy of force sensor are put forward by these applications. The high precision can’t obtained using the large rang pressure sensors in small measure bound, the small rang pressure sensor is beyond measurement range. Pressure sensor is a kind of sensors, In engineering is widely used, Sensors can also considered by quality, damping, spring composition of measuring system, The above three parameters of the reasonable selection of the quality of its dynamic force measuring have a critical impact, This title of a combination has been the basis of pressure sensor, Process in which a large number of sensorsThe simulation research of its damping coefficient of the sensor measured dynamic performance quantitative relationship, Select the optimal damping parameters.Key words：Pressure sensor，Composite structures，Momentum measurement，Damping parameters。
传感器的原理及其应用1. 介绍本文将介绍传感器的原理和其在各个领域的应用。
传感器是一种用于检测和测量环境中各种物理量的设备。
它们广泛应用于工业、医疗、环境保护、军事等领域。
本文将首先介绍传感器的工作原理，然后详细讨论传感器在不同领域的应用。
2. 传感器的工作原理传感器的工作原理基于各种物理现象，如光电效应、热敏效应、压电效应等。
以下是几种常见的传感器工作原理：2.1 光电传感器光电传感器利用光电效应测量光的强度和特性。
当光照射到光电传感器上时，光会激发光电元件内的电子，产生电流。
通过测量电流的大小，可以得知光的强度和特性。
光电传感器广泛应用于自动化控制、安防和光通信等领域。
2.2 温度传感器温度传感器根据物质的热敏性质来测量温度。
常见的温度传感器包括热电偶和热电阻。
热电偶利用两种不同金属的电极在不同温度下产生电势差，从而测量温度。
热电阻则根据电阻值随温度变化的特性来测量温度。
温度传感器广泛应用于气象、工业过程控制和家用电器等领域。
2.3 压力传感器压力传感器用于测量压力的大小。
它们通过将压力转化为力或位移，再测量这些参数来得知压力。
常见的压力传感器包括电阻应变式传感器和压电传感器。
电阻应变式传感器根据压力引起的电阻变化来测量压力。
压电传感器则利用压电效应，将压力转化为电荷来测量压力。
压力传感器广泛应用于工业自动化、汽车、航空航天等领域。
2.4 气体传感器气体传感器用于检测环境中的气体浓度。
常见的气体传感器包括气敏传感器和红外线传感器。
气敏传感器基于物质与气体之间的化学反应来测量气体浓度。
红外线传感器利用气体对红外线的吸收特性来测量气体浓度。
气体传感器广泛应用于空气质量监测、工业过程控制和燃气检测等领域。
3. 传感器的应用传感器在各个领域都有广泛的应用。
以下是几个领域中传感器的应用示例：3.1 工业控制在工业控制中，传感器被用于监测和控制生产过程中的各种参数。
例如，温度传感器可用于监测设备和物料的温度，以确保生产过程的稳定性。
压力传感器论文压电传感器论文一种用于压力传感器的温度控制系统设计摘要:针对SiC高温MEMS压力传感器易受温度影响,产生零点漂移、测量误差增大等问题,设计了一种温度控制系统,根据科恩-库恩公式建立了系统的数学模型,采用参数自整定PID控制算法,克服了纯PID 控制有较大超调量的缺点,实现了一个温度控制系统。
利用Matlab仿真软件的Similink模块建立系统的仿真模型,通过仿真和测试验证系统满足设计要求。
解决了大温度范围下压力传感器难以补偿的问题,使得压力传感器在高温环境下的应用得以实现,提高了压力传感器的稳定性。
关键词:MEMS; 压力传感器; 温度控制; 零点漂移Design of Temperature Control System for Pressure Sensors GUO Jiang(College of Information Engineering, Southwest University of Science and Technology, Mianyang 621010, China) Abstract: A temperature control system for the SiC MEMS pressure sensor is designed as the pressure sensor is susceptible to high temperature, and easy to result in zero drift, and measurement error increase. A mathematical model for the system is established according to Cohen-Coon formula. And finally a temperature control system is achieved with theparameter self-tuning PID control algorithm to overcome the shortcoming of a large overshoot adjustment of pure PID control. The Similink module simulation model was set up by the Matlab Simulation software system. The simulation and testing verifies that the system can meet the design demands. The pressure sensor is hard to be compensated within a large temperature range is solved, with which the application of the pressure sensor in high temperature environments is achieved and the stability of the pressure sensor is improved.Keywords: MEMS; pressure sensor; temperature control; zero drift0 引言在微电子器件领域,针对SiC器件的研究较多,已经取得了较大进展,而在MEMS领域针对SiC器件的研究仍有许多问题亟待解决。
压力传感器的原理及应用论文摘要本论文主要介绍了压力传感器的原理、种类和主要应用。
首先，我们将介绍压力传感器的工作原理，包括压力对传感器的影响以及常见的压力传感器技术。
接下来，我们将讨论压力传感器的主要应用领域，包括工业自动化、医疗设备、汽车工业和航空航天等。
最后，我们将总结压力传感器技术的发展趋势和未来的研究方向。
引言压力传感器是一种用于测量和监测压力变化的装置。
它们在现代工业和科学领域中有着广泛的应用，从汽车工业到航空航天，从医疗设备到环境监测等。
本论文旨在介绍压力传感器的原理和应用，以便读者对该领域有更深入的了解。
压力传感器的工作原理压力传感器是利用一系列物理或机械效应来测量压力的设备。
以下是一些常见的压力传感器原理：1.电阻式压力传感器：电阻式压力传感器利用压力对电阻值的影响来测量压力。
当压力施加在敏感元件上时，电阻值会发生变化，通过测量电阻值的变化，可以确定压力的大小。
2.压力传感器基于微机电系统（MEMS）的原理：这种压力传感器使用微小的机械结构和敏感元件来测量压力变化。
当压力施加在微机械结构上时，结构的变形将导致电信号的变化，通过测量电信号的变化，可以确定压力的大小。
3.压电式压力传感器：压电式压力传感器利用压电效应来测量压力变化。
当压力施加在压电元件上时，它们会产生电荷积累，通过测量电荷的变化，可以确定压力的大小。
压力传感器的种类根据测量范围和应用需求的不同，压力传感器可以分为多个种类。
以下是几种常见的压力传感器类型：1.绝对压力传感器：绝对压力传感器可以测量相对于真空的绝对压力。
它们通常用于气象监测和高空应用等。
2.相对压力传感器：相对压力传感器可以测量相对于环境压力的相对压力。
它们通常用于工业自动化、流体控制和汽车工业等。
3.差动压力传感器：差动压力传感器可以测量两个压力之间的差异。
它们通常用于流体流量测量和液位测量等。
4.密封式压力传感器：密封式压力传感器具有高防尘和防水性能，适用于恶劣环境下的应用。
天津农学院毕业设计中文题目:基于神经网络的压力传感器温度补偿算法的研究英文题目:The study about Pressure sensors based on neuralnetwork algorithms for temperature compensation学生姓名赵玉玲系别机电工程系专业班级 2006 级测控技术与仪器专业1班指导教师赵金才成绩评定2010年 6月日目录1 引言 (1)2 压力传感器温度补偿的相关内容 (1)2.1 压力传感器温度补偿的原因及方法 (1)2.2 压力传感器温度补偿算法的研究现状及发展趋势 (3)3 神经网络的简介 (4)3.1 神经网络的基本内容 (4)3.2 神经网络在压力传感器温度补偿中的应用 (6)3.2.1 BP神经网络的基本内容 (6)3.2.2 RBF神经网络的基本内容 (7)4 压力传感器温度补偿算法的研究 (8)4.1 插值算法在压力传感器温度补偿中的应用 (8)4.1.1 插值算法的原理 (8)4.1.2 插值算法在压力传感器温度补偿中的应用 (8)4.2 基于BP神经网络的压力传感器温度补偿算法的应用 (10)4.3 基于RBF神经网络的压力传感器温度补偿算法的应用 (12)4.4 三种温度补偿算法的对比及结论 (13)参考文献 (15)致谢 (16)附录1：外文文献原文 (17)附录2：英文文献中文译文 (28)附录3： (37)摘要在工业生产中，监测和控制生产过程中的经常需要使用压力传感器，并且日常生活中传感器也是汽车各个电子控制单元的核心部件，是获取信息的工具，传感器的输出特性直接影响整个系统的性能,但该特性易受温度因素干扰，进而造成传感器监测、控制、测量精度降低，因此传感器温度补偿算法的研究对提高传感器的测量精度具有重要的现实意义。
随着人工智能特别是神经网络技术的发展，为传感器温度补偿的算法提供了新的有效手段，对于不同的算法，都具有自己的优缺点。
传感器与测试技术的论文传感器与测试技术是现代科技领域中的重要研究领域之一、传感器的发展与应用推动了各个领域的技术创新和产业进步，而测试技术则是确保传感器的性能和可靠性的重要手段。
本文将从传感器与测试技术的现状和发展两个方面进行论述。
首先，传感器是一种能够感知和测量环境中各种物理量的器件或设备。
随着科学技术的不断进步，传感器的种类和应用范围日益扩大。
目前常见的传感器包括温度传感器、压力传感器、光传感器、湿度传感器等。
其中，温度传感器是应用最广泛的传感器之一、它可以用于工业生产、环境监测、医疗设备等领域。
随着纳米技术的发展，新型的纳米温度传感器逐渐兴起，其具有体积小、响应速度快、精度高等特点。
另外，压力传感器也是应用广泛的一类传感器。
它通常用于汽车制造、航空航天、工业自动化等领域。
新一代的压力传感器正朝着体积小、功耗低、可靠性高的方向发展。
光传感器在现代科技中也起到重要作用。
它可以用于光学通信、光学测量、生物医学等领域。
最新的光传感技术已经实现了对不同光波长的高灵敏度检测，为光电子学领域的发展提供了新的可能性。
湿度传感器被广泛应用于农业、气象、建筑等领域。
其关键技术是如何准确测量空气中的湿度，目前一些新型的纳米湿度传感器已经取得了突破。
然而，传感器的性能和可靠性是决定其应用能力的重要因素。
测试技术是确保传感器质量的关键手段。
测试技术包括传感器的校准、稳定性测试、精度测试等。
其中，传感器的校准是提高其测量准确度的关键步骤。
稳定性测试可以评估传感器在长时间使用中的稳定性。
而精度测试则是判断传感器测量结果与真实值之间的偏差大小的关键方法。
随着科技的进步，传感器与测试技术也在不断发展。
未来的发展趋势包括集成化、智能化和多功能化。
集成化是指将多种传感器集成到一个器件中，从而提高系统的整体性能。
智能化是指传感器能够自动识别和适应环境变化，进一步提高其应用范围和灵活性。
多功能化是指传感器具有多种测量能力，可以同时对多种物理量进行测量。
摘要摘要压阻型扩散硅压力传感器以其低价格得到广泛应用。
压力传感器的核心是扩散硅电阻桥，智能压力传感器应用单片机技术采集数据、处理并输出显示结果。
扩散硅的压阻系数是温度的函数，所以存在灵敏度温漂，而影响温度的因素是多方面的:测量环境的变化，测量电路产生的热量的影响等等，所以要想得到比较精确的压力值，必须对压力传感器进行校正。
压力传感器的零点存在热漂移、电漂移和时间漂移，减小压力传感器的热零点漂移的措施是各力敏电阻的电阻值及其温度系数的相等性。
本论文应用曲线拟合方法，神经网络算法和多项式拟合的规范化方法校正零点，降低成本且精确度提高.压力传感器的压力灵敏度与压阻系数成比例关系，而压阻系数是温度的函数，所以非线性补偿的实质是消除温度对灵敏度的影响。
可应用的方法很多:二极管补偿法，恒流源补偿法，热敏电阻补偿法等。
本论文根据压力传感器零点补偿与非线性补偿原理，设计出了测量压力传感器的硬件电路，但是由于自身的稳定性其测量结果仍存在误差。
关键词:热零点温漂，灵敏度温漂，电漂移，压力传感器IABSTRACTAbstractPressure sensors are widely used because of a low Price.Silicon resistance is the core of Pressure sensor，an intelligent Pressure sensor acquires，processes data by using microProeessor technique. The Piezoresitive coefficient of silicon is a function of temperature and so the offset drift and sensitivity thermal drift occur. The factors affecting on temperature are various: the change of measurement environment，the heat of the measurement circuit and so on. If we want to get accurate Pressure values，they must be revised.The sensor offset is govemed by its thermal drift，electric drift and electric drift，so eliminating the offset thermal drift in the measurement of sensor needs to keep the values of resistance and temperature coefficient for different resistor strips to be equal each other.The pressure sensitivity is proportional to the piezoresitive coefficient and the latter is a function of temperature, so after eliminating sensitivity thermal drift，the nonlinearity can be substantially compensated. The methods，diode compensation，constant current compensation, thermal sensitive resistor compensation and so on are widely used.In addition，based sensor thermal drift and nonlinearity principle，this paper has designed intelligent sensor hardware circuit. though the result has still a little error.II目录目录第一章引言 (1)1.1 “气缸疲劳性实验”中压力传感器的使用 (1)1.2 压力传感器的发展历史及现状 (2)1.3压力传感器的发展方向 (4)第二章几种压力传感器的比较 (6)2.1压阻式压力传感器 (6)2.2电容式压力传感器 (10)2.3压电式压力传感器 (13)2.4 传感器的选择 (17)第三章压阻式压力传感器的零点特性及其补偿技术 (19)3.1 压阻式压力传感器的静态特性 (19)3.2压阻式压力传感器的电漂移特性 (21)3.3 压阻式压力传感器的零点漂移特性 (23)3.4 压阻式压力传感器得零点输出及补偿技术 (26)第四章压力传感器的实现 (29)4.1 压阻式压力传感器的测量系统设计 (29)4.1.1测量电桥的工作原理 (29)4.1.2电桥电路的非线性误差及其补偿 (31)4.1.2 压力传感器测量电路 (34)4.2 传感器数据采集与处理的硬件电路 (34)4.2.1传感器数据采集与处理的电路结构 (34)4.2.2 恒流源的选取 (35)4.2.3 输入放大器AD632 (36)4.3 压力开关 (37)第五章总结 (39)参考文献 (41)致谢 (42)英文原文 (43)译文： (46)III第一章引言第一章引言1.1 “气缸疲劳性实验”中压力传感器的使用SMC公司是生产气动元件的世界著名跨国公司。
刍议汽车发动机进气歧管压力传感器关键技术摘要：汽车发动机控制系统中的气歧管绝对压力传感器是速度密度型燃油喷射系统中非常重要的传感器，它能够将进气歧管内的压力变化转换成电压信号，并将电压信号输入发动机电子控制单元，这样电子控制单元就能够根据该信号和发动机转速来确定进入汽缸内的空气量。
本文以压阻式歧管压力传感器为例首先介绍了进气歧管压力传感器的结构以及工作原理，然后阐述了一些汽车发动机进气歧管压力传感器设计中的关键技术，以供有关人士参考借鉴。
关键词：汽车发动机控制系统进气歧管压力传感器设计关键技术传感器是一种变换器，它完全能够把电量变化、物理量变化以及化学量变化的基本信息变换成控制系统中计算机能够理解的电信号，是一些控制系统的关键部件。
进气歧管压力传感器在汽车发动机控制系统中具有十分重要的作用，它能够根据发动机的负荷状态测出进气歧管内压力的变化，并将此变化转换成发动机电控单元能够识别的电压信号，进而作为确定喷油器基本喷油量的依据，如果进气歧管压力传感器有故障，就会在不同程度上为发动机怠速，加速造成影响，使发动机的使用性能受到严重的影响。
因此在设计中必须要加强关键技术的探讨，进而保证进气歧管压力传感器的质量。
一、发动机压阻式进气歧管压力传感器的功能发动机压阻式进气歧管压力传感器利用的是半导体的压阻效应，由于其具有精度高，成本低，抗震性能良好等优点，被广泛应用于汽车的发动机控制系统中，它能够根据汽车发动机的负荷状态实时地测出进气歧管内绝对压力的变化，并且能够将这个变化经过集成电路输送到发动机控制单元，然后发动机就可以根据收到的信号确定喷油器的配油量，进而在最大程度上发挥发动机的性能。
二、压阻式进气歧管压力传感器的结构传感器主要有一个密封良好的弹性膜片和一个铁质磁芯构成，膜片和磁心精确地放置在微型线圈内，压阻式歧管压力传感器中的压力转换元件是利用半导体的压阻效应制成的约为3mm的正方形硅膜片，并且其中部经光刻腐蚀形成厚约50mm、直径约1.5mm的薄膜，同时还有四个以单臂电桥方式连接的应变电阻，同时硅膜片的一面导入进气歧管压力，而另一面是真空室。
压力传感器论文
班级：电子092
姓名：李志华
学号：
指导教师：齐怀琴
摘要
随着计算机技术的不断发展，信息处理技术也在不断发展完善。
但作为提供信息的传感器，它的发展相对于计算机的信息处理功能来说就落后了。
这使得自动检测技术受到影响，而检测技术是人类认识世界和改造科技不可少的重要手段压电式压力传感器原理基于压电效应。
压电效应是某些电介质在沿一定方向上受到外力的作用而变形时，其内部会产生极化现象，同时在它的两个相对表面上出现正负相反的电荷。
当外力去掉后，它又会恢复到不带电的状态，这种现象称为正压电效应。
当作用力的方向改变时，电荷的极性也随之改变。
相反，当在电介质的极化方向上施加电场，这些电介质也会发生变形，电场去掉后，电介质的变形随之消失，这种现象称为逆压电效应。
压电式压力传感器的种类和型号繁多，按弹性敏感元件和受力机构的形式可分为膜片式和活塞式两类。
膜片式主要由本体、膜片和压电元件组成。
压电元件支撑于本体上，由膜片将被测压力传递给压电元件，再由压电元件输出与被测压力成一定关系的电信号。
这种传感器的特点是体积小、动态特性好、耐高温等。
现代测量技术对传感器的性能出越来越高的要求。
关键字：零点漂移，灵敏度温漂，压力传感器
引言：传感器技术在当代科技领域中占有十分重要的地位，是21世纪人们在高新技术发展方面争夺的一个制高点，在国外各发达国家都将传感器技术视为现代高新技术发展的关键。
从20世纪80年代起，日本就将传感器技术列为优先发展的高打捞技术之首，美国等西方国家也将传感器的基本知识列为国家科技和国防技术发展的重点内容。
当前，世界上正面临着一场新的技术革命，这场革命的主要基础就是信息技术。
信息技术的发展给人类社会和国民经济的各个部门及各个领域都带来了巨大的、广泛的、深刻的变化，是当今人类社会发展的强大动力。
并且正在改变着传统工业的生产方式，带动着传统工业和其他新兴产业的更新和变革。
在军事国防、航空航天、海洋开发、生物工程、医疗保健、商检质检、环境保护、安全范围、家用电器等方面，几乎每一个现代化项目也都离不开传感器技。
压力传感器是工业实践中最为常用的一种传感器，而我们通常使用的压力传感器主要是利用压电效应制造而成的，这样的传感器也称为压电传感器。
压力传感器原理：压电传感器中主要使用的压电材料包括有石英、酒石酸钾钠和磷酸二氢胺。
其中石英（二氧化硅）是一种天然晶体，压电效应就是在这种晶体中发现的，在一定的温度范围之内，压电性质一直存在，但温度超过这个范围之后，压电性质完全消失（这个高温就是所谓的“居里点”）。
由于随着应力的变化电场变化微小（也就说压电系数比较低），所以石英逐渐被其他的压电晶体所替代。
而酒石酸钾钠具有很大的压电灵敏度和压电系数，但是它只能在室温和湿度比较低的环境下才能够应用。
合理进行压力传感器的误差补偿是其应用的关键。
压力传感器主要有偏移量误差、灵敏度误差、线性误差和滞后误差，本文将介绍这四种误差产生的机理和对测试结果的影响，同时将介绍为提高测量精度的压力标定方法以及应用实例。
目前市场上传感器种类丰富多样，这使得设计工程师可以选择系统所需的压力传感器。
这些传感器既包括最基本的变换器，也包括更为复杂的带有片上电路的高集成度传感器。
由于存在这些差异，设计工程师必须尽可能够补
偿压力传感器的测量误差，这是保证传感器满足设计和应用要求的重要步骤。
在某些情况下，补偿还能提高传感器在应用中的整体性能。
本文以摩托罗拉公司的压力传感器为例，所涉及的概念适用于各种压力传感器的设计应用。
摩托罗拉公司生产的主流压力传感器是一种单片压阻器件，该器件具有3类：
1. 基本的或未加补偿标定；
2. 有标定并进行温度补偿；
3. 有标定、补偿和放大。
偏移量、范围标定以及温度补偿均可以通过薄膜电阻网络实现，这种薄膜电阻网络在封装过程中采用激光修正。
该传感器通常与微控制器结合使用，而微控制器的嵌入软件本身建立了传感器数学模型。
微控制器读取了输出电压后，通过模数转换器的变换，该模型可以将电压量转换为压力测量值。
传感器最简单的数学模型即为传递函数。
该模型可在整个标定过程中进行优化，并且模型的成熟度将随标定点的增加而增加。
从计量学的角度看，测量误差具有相当严格的定义：它表征了测量压力与实际压力之间的差异。
而通常无法直接得到实际压力，但可以通过采用适当的压力标准加以估计，计量人员通常采用那些精度比被测设备高出至少10倍的仪器作为测量标准。
由于未经标定的系统只能使用典型的灵敏度和偏移值将输出电压转换为压力，测得的压力将误差。
这种未经标定的初始误差由以下几个部分组成：
a. 偏移量误差。
由于在整个压力范围内垂直偏移保持恒定，因此变换器扩散和激光调节修正的变化将产生偏移量误差。
b. 灵敏度误差，产生误差大小与压力成正比。
如果设备的灵敏度高于典型值，灵敏度误差将是压力的递增函数(见图1)。
如果灵敏度低于典型值，那么灵敏度误差将是压力的递减函数。
该误差的产生原因在于扩散过程的变化。
c. 线性误差。
这是一个对初始误差影响较小的因素，该误差的产生原因在于硅片的物理非线性，但对于带放大器的传感器，还应包括放大器的非线性。
线性误差曲线可以是凹形曲线，也可以是凸形曲线。
d. 滞后误差：在大多数情形中，滞后误差完全可以忽略不计，因为硅片具有很高的机械刚度。
一般只需在压力变化很大的情形中考虑滞后误差。
标定可消除或极大地减小这些误差，而补偿技术通常要求确定系统实际传递函数的参数，而不是简单的使用典型值。
电位计、可调电阻以及其他硬件均可在补偿过程中采用，而软件则能更灵活地实现这种误差补偿工作。
一点标定法可通过消除传递函数零点处的漂移来补偿偏移量误差，这类标定方法称为自动归零。
偏移量标定通常在零压力下进行，特别是在差动传感器中，因为在标称条件下差动压力通常为0。
对于纯传感器，偏移量标定则要困难一些，因为它要么需要一个压力读取系统，用以测量其在环境大气压力条件下的标定压力值，要么需要获取期望压力的压力控制器。
差动传感器的零压力标定非常精确，因为标定压力严格为0。
另一方面，压力不为0时的标定精确度取决于压力控制器或测量系统的性能。
选择标定压力
标定压力的选取非常重要，因其决定了获取最佳精度的压力范围。
实际上，经过标定后实际的偏移量误差在标定点处最小并一直保持较小的值。
因此，标定点必须根据目标压力范围加以选择，而压力范围可以不与工作范围相一致。
为了将输出电压转换为压力值，由于实际的灵敏度往往是未知，因此在数学模型中通常采用典型灵敏度进行单点标定。
红色曲线表示进行偏移量标定(PCAL=0)后的误差曲线，可以发现误差曲线相对于表示标定前误差的黑色曲线产生了垂直偏移。
这种标定方法与一点标定法相比要求更为严格，实现成本也更高。
然而与一点标定法相比，该方法可显著提高系统的精度，因为该方法不仅标定了偏移量，还标定了传感器的灵敏度。
因此在误差计算中可以使用灵敏度实际值，而非典型值。
绿色曲线表示精度提高。
在这里，标定是在0至500兆巴(满标度)条件下进行。
由于在标定点上误差接近于0，因此为了在期望的压力范围内得到最小的测量误差，正确地设定这些点就显得尤为重要。
某些应用中要求在整个压力范围内保持较高的精确度。
在这些应用中，可以采用多点标定法来得到最理想的结果。
在多点标定法中，不仅考虑了偏移量和灵敏度误差，还考虑了大部分的线性误差，紫红色曲线所示。
这儿用的数学模型与每个标定间距(在两个标定点之间)的两级标定完全一样。
三点标定
如前所述，线性误差具有一致的形式，且误差曲线符合二次方程的曲线，具有可预测的大小和形状。
对于未采用放大器的传感器更是如此，因为传感器的非线性从本质上是基于机械原因(这是由硅片的薄膜压力引起)。
线性误差特性的描述可以通过计算典型实例的平均线性误差，确定多项式函数(a×2+bx+c)的参数而得到。
确定了a、b和c后得到的模型对于相同类型的传感器都是有效的。
该方法能在无需第3个标定点的情况下有效地补偿线性误差。
摩托罗拉MPX2300的补偿实例，MPX2300是一种主要应用于血压测量的温度补偿传感器。
多项式模型可由10个传感器的平均线性误差得到，补偿后的误差约为最大初始线性误差的十至二十分之一。
该误差补偿方法只需两点标定即可将低成本传感器改进为高性能器件(误差小于满标度的0.05%)。
当然设计工程师要根据实际应用的精确度要求，选择最适合的标定方法，此外还需要考虑系统成本。
由于有多种集成度和补偿技术可供选择，设计工程师可根据不同的设计要求选择适当的方法。
结束语：通过这次实验我不但对理论知识有了更加深刻的理解，更加增强了我的综合能力，希望以后能多有这样的作业，使我们能把所学的专业知识实践运用。
使我们整体对各个方面都得到了不少的提高让我们得到更好的锻炼。
