壓力傳感器的溫漂現(xiàn)象會(huì)導(dǎo)致讀數(shù)波動(dòng)，直到系統(tǒng)達(dá)到工作溫度。這種情況通常影響不大。然而，在醫(yī)院呼吸機(jī)、肺功能檢測(cè)設(shè)備、新生兒監(jiān)護(hù)儀等需要持續(xù)高精度的醫(yī)療設(shè)備中，這種溫漂是不可接受的。檢查基礎(chǔ)壓阻式壓力傳感器有助于了解預(yù)熱漂移的影響。

該傳感器由主體（即“芯片”）和表面帶有四個(gè)壓阻扭轉(zhuǎn)結(jié)構(gòu)的薄硅膜片構(gòu)成。壓阻元件會(huì)隨應(yīng)力變化改變電阻值，通常采用橋式結(jié)構(gòu)布局，并精準(zhǔn)安裝在膜片表面以增強(qiáng)對(duì)膜片形變的響應(yīng)。這種設(shè)計(jì)能有效提升膜片兩側(cè)壓差變化時(shí)的響應(yīng)靈敏度。

預(yù)熱漂移

基本壓力傳感器中存在兩種主要的預(yù)熱漂移來(lái)源。其一是傳感元件的預(yù)熱偏移。當(dāng)系統(tǒng)達(dá)到工作溫度時(shí)——

管子、表面溫度以及由此產(chǎn)生的熱熱點(diǎn)（表面貢獻(xiàn)）在芯片和隔膜表面引起電阻橋的不平衡。電阻傳感元件的溫升與耗散功率成正比，因此與傳感器激勵(lì)電壓的平方成正比（ΔTαV2）。

因此，將激勵(lì)電壓降低一半時(shí)，傳感元件的溫升會(huì)減少四分之一，從而使得預(yù)熱表面狀況也相應(yīng)降低四倍。由于傳感器的信號(hào)電平也會(huì)隨之降低四分之一，

在兩種情況中（采用降低的供電電壓），其總體效果是將表面貢獻(xiàn)的預(yù)熱誤差降低一半。但是，降低傳感器電源會(huì)對(duì)系統(tǒng)電子噪聲水平產(chǎn)生不利影響。

另一種優(yōu)選方案是根據(jù)系統(tǒng)帶寬需求調(diào)節(jié)傳感器供電電壓。具體來(lái)說(shuō)，僅在需要時(shí)為傳感器供電。這種設(shè)計(jì)將傳感器的供電時(shí)間調(diào)整為平均占空比（即工作周期），從而有效抑制熱啟動(dòng)漂移現(xiàn)象。雖然該方法的實(shí)現(xiàn)機(jī)制稍顯復(fù)雜，但能帶來(lái)卓越性能表現(xiàn)，且不會(huì)影響系統(tǒng)噪聲水平。

此處，應(yīng)用程序的功率脈沖之間的周期p是指關(guān)閉電源的時(shí)間加上打開電源的時(shí)間。這是所有信號(hào)穩(wěn)定和傳感器進(jìn)行讀數(shù)所需的時(shí)間。

例如，考慮一個(gè)每500 ms需要讀數(shù)的設(shè)備，其穩(wěn)定時(shí)間為4 ms，信號(hào)采集時(shí)間為1 ms。與非調(diào)制系統(tǒng)相比，傳感器的平均功率僅為施加功率的1%（[1 ms + 4 ms]/500 ms）。

當(dāng)然，該時(shí)間段取決于應(yīng)用程序的采樣要求。由于表面電荷的影響，p和時(shí)間t的恒定性非常重要。但是，考慮到調(diào)節(jié)傳感器電源的好處，這是一個(gè)次要的限制。

溫度補(bǔ)償技術(shù)

另一個(gè)導(dǎo)致預(yù)熱漂移的根源其實(shí)更多是感知特性，這與系統(tǒng)的溫度補(bǔ)償技術(shù)密切相關(guān)。這類系統(tǒng)通常配備外部溫度傳感器，用于校準(zhǔn)壓力傳感器以消除溫度影響。雙傳感器系統(tǒng)在外部設(shè)備與膜片表面溫度之間會(huì)產(chǎn)生溫差梯度。這種溫差梯度穩(wěn)定所需的時(shí)間，就會(huì)被感知為預(yù)熱漂移現(xiàn)象。

通過(guò)使用傳感器電阻（隨溫度變化的電橋電阻）作為溫度傳感元件，可以最大限度地減少這種影響。在這里，壓力傳感器電橋替代了電路中通常使用的熱敏電阻（一種用于測(cè)量溫度變化的電阻器），從而有效地形成了一個(gè)惠斯通電橋。傳感器橋具有較高的正溫度系數(shù)（TCR），因此溫度升高會(huì)導(dǎo)致電路溫度監(jiān)測(cè)部分的信號(hào)輸出電壓（Vt）逐漸呈現(xiàn)負(fù)電性變化。Vt相對(duì)于參考電壓 (Vref）的變化，實(shí)際上是對(duì)傳感器溫度本身的有效測(cè)量。系統(tǒng)電子設(shè)備將此測(cè)量值作為壓力傳感器的校準(zhǔn)溫度基準(zhǔn)。由于無(wú)需依賴外部溫度傳感器，系統(tǒng)中不存在溫度梯度，因此消除了所謂的預(yù)熱漂移現(xiàn)象。更令人欣喜的是，通過(guò)結(jié)合電源調(diào)節(jié)與溫度補(bǔ)償技術(shù)，幾乎可以完全消除預(yù)熱漂移的影響。