MEMS技術的智能化硅壓阻汽車壓力傳感器

但是在汽車應用環境中溫度的影響很大，所以必需采用補償技術。圖5為一組實測得的未補償過的傳感器的寬溫度范圍溫度壓力曲線圖。顯而易見，在汽車常用的工作溫區，溫度引入的讀出誤差達到了10％左右，這顯然是不允許的。傳統的補償方法是在橋臂上串并聯電阻法補償，為提升工作效率采用激光修調預先制作在陶瓷基板上的厚膜電阻網絡的辦法來實現。但是此法有很多的缺點和局限性，并且寬溫度區的補償后精度也僅為2％～3％，達不到汽車測壓的要求。

圖5 寬溫度范圍下壓力信號輸出曲線

通過采用數字化的信號處理將傳感器的微弱信號轉化為標準電壓信號，并且植入模型算法將輸出的標準信號補償到一定的精度范圍內，是當代最新的傳感器信號調理技術。

信號處理鏈路框圖，圖6所示。

圖6信號處理鏈路框圖

在溫度傳感器的輔助作用下通過信號轉換開關分時讀取壓力與溫度的數值，通過可編程增益放大器將微弱信號放大，再經過ADC量化傳感器的信號進入數字處理器計算當前溫度和壓力下的補償后壓力輸出給數模轉換DAC輸出模擬信號。而溫度補償則可以通過通訊接口將參數寫入EEPROM供數字處理器計算時調用。如此多的功能部件均可集成制作在一塊單一芯片上，使得ASIC電路很容易和MEMS技術制作的壓力敏感芯片封裝在一個小巧的殼體中。

在寬溫度范圍內實測校準后的傳感器有效抑制了溫度變化對其產生的影響。如圖7所示的多只標準信號輸出的傳感器寬溫度校準數據曲線：不難看出，在寬溫度工作環境下采用此法校準的傳感器的讀出溫度誤差約為1％一2％FS，達到寬溫度的高精度測量要求，且通過多通道的通訊接口進行校準的方法與批量制造技術兼容，實現制造車用傳感器的高性價比的要求。