微機電系統壓力傳感器抗干擾系統設計

冒曉莉，吳其宇，謝曉璐，張加宏,2*

(1.南京信息工程大學電子與信息工程學院，南京 210044;2.南京信息工程大學江蘇省大氣環境與裝備技術協同創新中心，南京 210044)

隨著時代的發展，探索范圍的擴大，人們對傳感器抗干擾性能要求不斷提高，高性能微機電系統(micro-electro-mechanical system，MEMS)傳感器的研制具有重要意義。溫度漂移和時間漂移是傳感器測量的兩個主要干擾因素，指傳感器隨溫度和時間偏移、器件特性變化導致的測量誤差[1-2]。

傳感器溫漂補償主要有軟件補償和硬件補償。軟件補償是通過各種算法對傳感器輸出特性曲線進行修正，具有靈活性好、可靠性高的優點。常用的算法有最小二乘法、神經網絡學習法、非線性函數、反函數補償法等[3-6]。軟件補償方法效果明顯，但是對測量系統的處理器有一定要求，難以實時補償測量數據，且需要大量實測數據進行學習與訓練。硬件補償是通過改變傳感器電路的方法實現誤差修正。補償方式有增加串并聯補償電阻、調節供電電源、維持恒溫環境等[7-10]。增加串并聯補償電阻會增大傳感器體積，不利于傳感器的小型化和規模化導向，而調節供電電源需要的電路設計復雜，且需要一定量的實驗進行標定測試。

傳感器時漂效應嚴重影響了測量結果的可靠性和傳感器使用壽命。時漂產生的具體原因較多，根據實際工作情況與環境的不同，其時漂效果也有差異，難以統一修正解決。Kajikawa等[11]、黃曉因等[12]、Abderahman等[13]對傳感器時漂補償進行研究，但其研究結果不具有普適性。……