一种多芯片压力传感器及漂移补偿方法与流程

专利检索2026-02-27  2


本发明涉及压力传感器,具体涉及一种多芯片压力传感器及漂移补偿方法。


背景技术:

1、现有技术均采用单芯片方案来制作微机电系统压力传感器,采用微机电系统技术的压力传感器采用4个惠斯顿电桥结构连接的压敏电阻组成。当这些传感器上没有压力时,惠斯顿电桥中的所有电阻值都是相等的。理论情况下,当有外力施加于电桥时,两个相向电阻的阻值将增加,而另两个电阻的阻值将减小,而且增加和减小的阻值彼此相等。但是,实际情况下传感器存在偏移和增益误差。偏移误差是指没有压力施加于传感器时存在输出;增益误差指传感器输出相对于施加于传感器外力的敏感程度。

2、因此,现有技术中采用单芯片方案来制作微机电系统压力传感器无法解决传感器的零点漂移、量程漂移及长期稳定性等技术问题。


技术实现思路

1、为了解决现有技术中,采用单芯片方案来制作微机电系统压力传感器无法解决传感器的零点漂移、量程漂移及长期稳定性等技术问题,本发明提供一种多芯片压力传感器及漂移补偿方法。

2、本发明解决上述技术问题的技术方案如下:

3、一种多芯片压力传感器,包括漂移补偿电路,所述漂移补偿电路包括正输出端、负输出端、主压力传感芯片以及至少一组从压力传感芯片组;每组所述从压力传感芯片组包括第一从压力传感芯片以及第二从压力传感芯片;

4、每组所述从压力传感芯片组中,所述第一从压力传感芯片的输出端的负极以及所述主压力传感芯片的输出端的正极均与所述正输出端电连接,所述第一从压力传感芯片的输出端的正极以及所述第二从压力传感芯片的输出端的负极均与所述正输出端电连接,所述第二从压力传感芯片的输出端的正极以及所述主压力传感芯片的输出端的负极均与所述负输出端电连接。

5、本发明的有益效果是:通过利用压力传感芯片组内的第一从压力传感芯片以及第二从压力传感芯片的电压差来补偿主压力传感芯片输出的电压,能够降低传感器的零点偏移和增益误差,提高传感器的稳定性。

6、在上述技术方案的基础上,本发明还可以做如下改进。

7、进一步,还包括第一气道以及第二气道,所述第一气道与所述主压力传感芯片的正面连通,所述第二气道与所述主压力传感芯片的背面连通;每组所述从压力传感芯片组中,所述第一从压力传感芯片的正面与所述第二气道接通,所述第一从压力传感芯片的背面与所述第一气道接通,所述第二从压力传感芯片的正面与所述第一气道接通,所述第二从压力传感芯片的背面与所述第二气道接通。

8、采用上述进一步方案的有益效果是,通过让第一气道以及第二气道交叉地与从压力传感芯片组中的两个芯片的正背面接通,能够降低第一气道与第二气道的制造误差所带来的零点漂移以及量程漂移。

9、进一步,所述主压力传感芯片包括压敏电阻r1、压敏电阻r2、压敏电阻r3以及压敏电阻r4;所述压敏电阻r1的一端分别与所述压敏电阻r2的一端以及电源的正极电连接,所述压敏电阻r1的另一端分别与所述压敏电阻r3的一端以及所述负输出端电连接,所述压敏电阻r2的另一端分别与所述压敏电阻r4的一端以及所述正输出端电连接;所述压敏电阻r3的另一端以及所述压敏电阻r4的另一端均接地。

10、进一步,所述第一从压力传感芯片包括压敏电阻r5、压敏电阻r6、压敏电阻r7以及压敏电阻r8;所述压敏电阻r5的一端分别与所述压敏电阻r6的一端以及电源的正极电连接,所述压敏电阻r5的另一端分别与所述压敏电阻r7的一端以及所述压敏电阻r2的另一端电连接,所述压敏电阻r6的另一端分别与所述压敏电阻r8的一端、所述第二从压力传感芯片的输出端的负极以及所述正输出端电连接;所述压敏电阻r7的另一端以及所述压敏电阻r8的另一端均接地。

11、进一步,所述第二从压力传感芯片包括压敏电阻r9、压敏电阻r10、压敏电阻r11以及压敏电阻r12;所述压敏电阻r9的一端分别与所述压敏电阻r10的一端以及电源的正极电连接,所述压敏电阻r9的另一端分别与所述压敏电阻r11的一端以及所述压敏电阻r6的另一端电连接,所述压敏电阻r10的另一端分别与所述压敏电阻r12的一端以及所述负输出端电连接;所述压敏电阻r11的另一端以及所述压敏电阻r12的另一端均接地。

12、进一步,所述正输出端与所述负输出端之间的电压的表示公式如下:

13、vout=v1-(v2-v3);

14、其中,vout表示所述正输出端与所述负输出端之间的电压,v1表示所述主压力传感芯片的输出端的正极与负极之间的电压,v2表示所述第一从压力传感芯片的输出端的正极与负极之间的电压,v3表示所述第二从压力传感芯片的输出端的正极与负极之间的电压。

15、为了解决上述技术问题,本发明还提供一种多芯片压力传感器的漂移补偿方法,其具体方案如下:

16、一种多芯片压力传感器的漂移补偿方法,应用于上述多芯片压力传感器;包括如下步骤:

17、计算每组所述从压力传感芯片组中,第一参考电压与第二参考电压之差,得到补偿电压;其中,所述第一参考电压为所述第一从压力传感芯片的输出端的正极与负极之间的电压,所述第二参考电压为所述第二从压力传感芯片的输出端的正极与负极之间的电压;

18、利用主输出传感电压减去所述补偿电压,得到最终输出电压;其中,所述主输出传感电压为所述主压力传感芯片的输出端的正极与负极之间的电压。



技术特征:

1.一种多芯片压力传感器,其特征在于,包括漂移补偿电路,所述漂移补偿电路包括正输出端、负输出端、主压力传感芯片(1)以及至少一组从压力传感芯片组;每组所述从压力传感芯片组包括第一从压力传感芯片(2)以及第二从压力传感芯片(3);

2.根据权利要求1所述的多芯片压力传感器,其特征在于,还包括第一气道(4)以及第二气道(5),所述第一气道(4)与所述主压力传感芯片(1)的正面连通,所述第二气道(5)与所述主压力传感芯片(1)的背面连通;每组所述从压力传感芯片组中,所述第一从压力传感芯片(2)的正面与所述第二气道(5)接通,所述第一从压力传感芯片(2)的背面与所述第一气道(4)接通,所述第二从压力传感芯片(3)的正面与所述第一气道(4)接通,所述第二从压力传感芯片(3)的背面与所述第二气道(5)接通。

3.根据权利要求1所述的多芯片压力传感器,其特征在于,所述主压力传感芯片(1)包括压敏电阻r1、压敏电阻r2、压敏电阻r3以及压敏电阻r4;所述压敏电阻r1的一端分别与所述压敏电阻r2的一端以及电源的正极电连接,所述压敏电阻r1的另一端分别与所述压敏电阻r3的一端以及所述负输出端电连接,所述压敏电阻r2的另一端分别与所述压敏电阻r4的一端以及所述正输出端电连接;所述压敏电阻r3的另一端以及所述压敏电阻r4的另一端均接地。

4.根据权利要求3所述的多芯片压力传感器,其特征在于,所述第一从压力传感芯片(2)包括压敏电阻r5、压敏电阻r6、压敏电阻r7以及压敏电阻r8;所述压敏电阻r5的一端分别与所述压敏电阻r6的一端以及电源的正极电连接,所述压敏电阻r5的另一端分别与所述压敏电阻r7的一端以及所述压敏电阻r2的另一端电连接,所述压敏电阻r6的另一端分别与所述压敏电阻r8的一端、所述第二从压力传感芯片(3)的输出端的负极以及所述正输出端电连接;所述压敏电阻r7的另一端以及所述压敏电阻r8的另一端均接地。

5.根据权利要求4所述的多芯片压力传感器,其特征在于,所述第二从压力传感芯片(3)包括压敏电阻r9、压敏电阻r10、压敏电阻r11以及压敏电阻r12;所述压敏电阻r9的一端分别与所述压敏电阻r10的一端以及电源的正极电连接,所述压敏电阻r9的另一端分别与所述压敏电阻r11的一端以及所述压敏电阻r6的另一端电连接,所述压敏电阻r10的另一端分别与所述压敏电阻r12的一端以及所述负输出端电连接;所述压敏电阻r11的另一端以及所述压敏电阻r12的另一端均接地。

6.根据权利要求1所述的多芯片压力传感器,其特征在于,所述正输出端与所述负输出端之间的电压的表示公式如下:

7.一种多芯片压力传感器的漂移补偿方法,其特征在于,应用于如权利要求1至6任一项所述的多芯片压力传感器;包括如下步骤:


技术总结
本发明涉及一种多芯片压力传感器及漂移补偿方法,其传感器包括漂移补偿电路,漂移补偿电路包括正输出端、负输出端、主压力传感芯片以及至少一组从压力传感芯片组;每组从压力传感芯片组包括第一从压力传感芯片以及第二从压力传感芯片;每组从压力传感芯片组中,第一从压力传感芯片的输出端的负极以及主压力传感芯片的输出端的正极均与正输出端电连接,第一从压力传感芯片的输出端的正极以及第二从压力传感芯片的输出端的负极均与正输出端电连接,第二从压力传感芯片的输出端的正极以及主压力传感芯片的输出端的负极均与负输出端电连接;本发明能够降低传感器的零点偏移和增益误差,提高传感器的稳定性。

技术研发人员:李勇,陈兴宇
受保护的技术使用者:中列(武汉)科技有限公司
技术研发日:
技术公布日:2024/5/29
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