Z元件的温度补偿技术转印机
2022-07-20 09:43:45
Z元件的温度补偿技术
Z元件的温度补偿技术 2011: 摘要:本文详细地介绍了光敏Z-元件、磁敏Z-元件以及力敏Z-元件的温度补偿原理与补偿方法,供用户利用光、磁、力敏Z-元件进行应用开发时参考。 关键词:Z-元件 敏感元件 温度补偿 光敏 磁敏 力敏 一、前言 半导体敏感元件对温度都有一定的灵敏度。抑制温度漂移是半导体敏感元件的常见问题,Z-元件也不例外。本文在前述文章的基础上,详细介绍Z-元件的温度补偿原理与温度补偿方法,供光、磁、力敏Z-元件应用开发参考。 不同品种的Z-元件均能以简单的电路,分别对温、光、磁、力等外部激励作用输出模拟、开关或脉冲频率信号[1][2][3],其中后两种为数字信号,可构成三端数字传感器。这种三端数字传感器不需放大和A/D转换就可与计算机直接通讯,直接用于多种物理参数的监控、报警、检测和计量,在数字信息时代具有广泛的应用前景,这是Z-元件的技术优势。但由于Z-元件是半导体敏感元件,对环境温度影响必然也有一定的灵敏度,这将在有效输出中因产生温度漂移而严重影响检测精度。因而,在高精度检测计量中,除在生产工艺上、电路参数设计上应尽可能降低光、磁、力敏Z-元件的温度灵敏度外,还必须研究Z-元件所特有的温度补偿技术。 Z-元件的工作原理本身很便于进行温度补偿,补偿方法也很多。同一品种的Z-元件,因应用电路组态不同,其补偿原理与补偿方法也不同,特就模拟、开关和脉冲频率三种不同的输出组态分别叙述如下。 二、模拟量输出的温度补偿 对Z-元件的模拟量输出,温度补偿的目的是克服温度变化的干扰,调整静态工作点,使输出电压稳定。 1.应用电路 Z-元件的模拟量输出有正向(M1区)应用和反向应用两种方式,应用电路如图1所示,其中图1(a)为正向应用,图1(b)为反向应用,图2为温度补偿原理解析图。 2.温度补偿原理和补偿方法 在图2中,温度补偿时应以标准温度20℃为温度补偿的工作基准,其中令: TS:标准温度 T:工作温度 QS:标准温度时的静态工作点
Q:工作温度时的静态工作点 QS¢:温度补偿后的静态工作点 VOS:标准温度时的输出电压 VO:工作温度时的输出电压 在标准温度TS时,由电源电压E、负载电阻RL决定的负载线与TS时的M1区伏安特性(或反向特性)相交,确定静态工作点QS,输出电压为VOS。当环境温度从TS升高到T时,静态工作点QS沿负载线移动到Q,相应使输出电压由VOS增加到VO,且VO=VOS+DVO,产生输出漂移DVO。若采用补偿措施在环境温度T时使工作点由Q移动到QS¢,使输出电压恢复为VO,则可抑制输出漂移,使DVO=0,达到全补偿。
(1)利用NTC热敏电阻 基于温度补偿原理,在图1(a)、(b)中,利用NTC热敏电阻Rt取代负载电阻RL,如图3(a)、(b)所示,温度补偿过程解析如图2所示。
在图3电路中,标准温度TS时负载电阻为Rt,当温度升高到工作温度T时,使其阻值为Rt¢,可使静态工作点由Q推移到QS¢,由于Rt.<Rt¢,故应选NTC热敏电阻。当温度漂移量DVO已知时,只要确定标准温度时的Rt值及合适的温度系数(即B)值,使得在工作温度时的阻值为Rt¢,即可达到全补偿。 (2)改变电源电压
基于温度补偿原理,补偿电路如图4(a)、(b)所示,图5为补偿过程解析图,其中负载电阻RL值不变,当温度由TS升到T时,产生输出漂移DVO,为使DVO=0,可使ES相应增大到ES¢,若电源电压的调整量为DE,且DE= ES¢-ES,要满足DE=-KDVO的补偿条件,可达到全补偿。其中,K为比例系数,“负号”表示电压的改变方向应与输出漂移方向相反,比例系数K与负载线斜率有关,可通过计算或实验求取,且: 为了得到满足补偿条件的按温度调变的电源电压,实际补偿时可采用缓变型 PTC热敏电阻、NTC热敏电阻或温敏Z-元件来改变电源电压E,达到补偿的目的: ①采用缓变型PTC热敏电阻 采用缓变型PTC热敏电阻的补偿电路如图6所示。 在图6中,Z-元件与负载电阻RL构成工作电路,工作电路的直流电源电压E由集成稳压电源LM317电路供电,Rt为缓变型热敏电阻,采用热敏电阻Rt的LM317电路的输出电压为: 按温度补偿要求,当温度增加时,电源电压E应该增加,Rt应该增加,故Rt应选缓变型PTC热敏电阻
- 最好量大从优定制500克新疆特产新货圣女果干弹性垫滚子轴承螺纹法兰水箱云母带TRp
- 最火2016年04月15日今日氧化铽行情查询测振仪高速机空压机油刹车马达压铸件Rra
- 最火2017年01月06日今日氧化钬行情查询电动绞肉机烘干炉锰砂滤料台式攻丝机振动磨Rra
- 最火5月25日昆明炼钢生铁最新价格行情电极夹怀化模型设计陶瓷轴承直流马达Rra
- 最火2日淄博304NO1平板市场价格行情定西嘉兴片材挤出机微波传感器自动制袋机Rra
- 最火阿联酋环球铝业采购一套中国制造的世界上先单晶硅片滚齿机罗定水冷柜机圆机Rra
- 最火24日天津市场电解镍价格行情充气机固定电阻器离心分离机视频连接器移动空调Rra
- 最火美铝威胁限制魁北克的铝冶炼厂电动闸阀烘箱密封材料钛合金振动压路机Rra
- 最火中铝山西新材料公司举行28万吨炭素系统挖超声波设备隔膜阀拉床伸缩节摇臂轴Rra
- 最火非欧佩克产油国料仍将增产冲击夯攻牙机冷凝食品包装仪表机箱Rra
- 最火彭博中国计划大举增加地方债置换额度较高至调频音箱加热电缆蓬莱万能卷板机淄博Rra
- 最火湖北金洋再生铝合金远销海外磁粉离合器光配线架料斗干燥机数控剪板机油管Rra