електуальних датчиків тиску, підвищення їх метрологічної достовірності.
У завдання даної роботи входять:
огляд інтегральних первинних перетворювачів;
вивчення апаратних і схемних методів компенсації температурної похибки;
вивчення алгоритмічних методів корекції температурної похибки;
визначення математичної моделі тензопреобразователя з метою усунення динамічної температурної похибки.
1. Інтегральні первинні перетворювачі
. 1 Необхідність в інтегральних перетворювачах
В умовах швидко розвивається вимірювальної техніки була і залишається проблема чутливого елемента або первинного перетворювача. В результаті постійної гострої потреби в перетворювачах можливості вимірювальної техніки завжди обмежувалися первинними перетворювачами.
Наприклад, у набуваючій все більш актуальне значення проблемі контролю навколишнього середовища немає перетворювача, а отже, контрольно-вимірювального приладу, здатного змагатися з людським носом при визначенні запахів або з мовою при визначенні смакових домішок.
Природа будь-якого вимірювального перетворювача така, що його виробництво - особливо коли йдеться про прилад високого класу - вимагає спеціалізованих знань, навичок та підготовки (і певної частки везіння і інтуїції). Навіть в умовах великого сучасного виробництва окремі виробничі процеси-градуювання і настройка перетворювачів дуже схожі на ручні операції в годинному виробництві.
Майже всі виробники чутливих елементів займаються виготовленням перетворювачів цілком, але далеко не всі з них випускають закінчені вимірювальні системи. У той же час, виробники перетворювачів, які випускають повні вимірювальні системи, рідко займаються чутливими елементами перетворювачів.
Висока чутливість електричних характеристик напівпровідників до різних зовнішніх впливів дозволяє використовувати їх для вимірювання відповідної впливу. Практично всі відомі види енергії можна перетворити за допомогою напівпровідникових приладів.
Спільність вихідних матеріалів для виготовлення перетворювачів різних видів енергії є важливим чинником, оскільки в майбутньому це відкриває можливість виготовлення багатоцільових перетворювачів декількох параметрів. Конструктивно і технологічно такі перетворювачі можуть являти собою єдиний інтегральний прилад.
Однак з практичної точки зору більш важливим об'єднуючим початком слід вважати не стільки приналежність перетворювачів до напівпровідників, скільки можливість їх виготовлення за допомогою технології мікроелектроніки. Єдність технології значно розширює клас перетворювачів, які в цьому випадку можна було б назвати мікроелектронними або інтегральними первинними перетворювачами.
У таблиці 1.1 наведені деякі приклади мікроелектронних приладів для перетворення різних видів енергії в електричний сигнал.
Таблиця 1.1 - Приклади мікроелектронних перетворювачів
Вид енергііМікроелектронние преобразователіМеханіческаяТензорезістори, тензодіоди, тензотранзистори, діод Ганна, інтегральні мембранні преобразователіАкустіческаяПьезопреобразователі, тензопреобразователіЕлектріческаяМікроелектроди, іоночувствітельние прібориМагнітнаяДатчікі Холла, магніторезисторах, магнітодіоди, магнітотранзисторах, магнітотірісториТепловаяТерморезістори, діоди, транзистори, тірісториСветоваяФоторезістори, фотодіоди, фототранзистори, фототиристори, прилад із зарядовим связьюХіміческаяМікроелектроди, хімотронние прилади, іоночувствітельние прібориЯдернаяПолупроводніковие детектори випромінювання
Інтегральні перетворювачі дозволяють здійснювати і зворотне перетворення електричної енергії в інші види енергії. Найбільш вражаючим прикладом зворотних перетворювачів є випромінюючі прилади- світлодіоди і напівпровідникові лазери. Інший приклад - інтегральні балкові і струнні прилади, що перетворюють електричний сигнал в переміщення або коливання пружного елемента. Потужні транзистори можуть виконувати функції нагрівачів, т. Е. Перетворювачів електричної енергії в теплову [2].
Таким чином, мікроелектронні первинні перетворювачі відповідають широкому класу завдань, що стоять перед вимірювальною технікою і автоматикою.
. 2 Етапи інтеграції окремих фізико-конструктивних елементів перетворювачів
Розглянемо коротку історію розвитку механоелектричного перетворювачів на прикладі перетворювачів тиску. На малюнку 1.1 схематично показано пристрій класичного тензорезисторного перетворювача тиску.
Сукупність складових його елементів можна предс...
