一种可取消零点温度补偿电阻和灵敏度温度补偿片的新型数字称重传感器的设计

　　测力与称重传感器的发展大体经历了三代，第一代是机械测力计，第二代是电阻应变式测力与称重传感器，第三代是数字化、智能型测力称重传感器。

　　一、数字称重传感器概述与发展

　　实际上仅数字传感器也经历了几代发展：数字一代主要是把模拟传感器加上 AD 模块组成数字传感器，有些是把 AD模块放在数字接线盒上，有些则把 AD模块加装在弹性体旁边，再增加通讯电路便组成了最简单的数字传感器;

　　数字二代则在一代的基础上增加线性及零点修正功能，传感器出厂时零点已修正;

　　数字三代则简化了模拟传感器，取消了原模拟传感器所具有的零点温度补偿电阻、灵敏度补偿电阻、灵敏度温度补偿片等补偿元件，采用软件算法进行计算。

　　数字传感器的演变使得模拟传感器的设计和工艺也产生了变化，模拟传感器及数字传感器的对比电路原理图，如图 1- 图 3 所示。

　　R₁~R₄———桥路应变计电阻

　　R_Z———零点补偿电阻

　　R_T———零点温度补偿电阻

　　R_M———灵敏度温度 (弹性模量) 补偿电阻

　　R_L———线性补偿电阻

　　R_S———灵敏度补偿电阻

　　R_J———输入电阻调整电阻

　　图1是经典模拟传感器电路原理图，具有十多个补偿器件，共计 6 大补偿。

　　图2 是一个完整的模拟传感器与数字模块组成的数字传感器，包括第一代和第二代，区别是模块的软件功能第二代更强。

　　图3 是具有纯软件补偿的数字传感器，它取消了模拟传感器的各种补偿，而被一个温度传感器取代，加自动软件补偿技术实现。

　　图 3 就是本文所说的第三代数字传感器，很多工程师把它称之为真正的数字传感器，它实现了零点平衡调整、零点温度漂移补偿、传感器灵敏度补偿、灵敏度温度补偿、输出一致性调整和电阻非线性补偿等 6 大补偿，要实现图 3 所述纯软件补偿的数字传感器 (为叙述方便以下简称“软件补偿传感器”) 至少要在四个方面进行突破，分别是温度传感器及采集、零点温度补偿算法、灵敏度温度补偿算法和新型传感器制作工艺。

　　二、四个方面突破

　　(一) 温度传感器及采集

　　首先，必须要有一个能准确并快速测量弹性体的温度传感器，可考虑 SOT23 封装或 SOIC8 封装的温度传感器，这种封装的好处是体积较小，可方便放入工艺孔;