温度对电子压力计误差的影响

摘要：分析了温度对压力计误差的影响，多数压力计常温下正向误差较大，在加温状态下，负向误差较大。结果表明，通过不同温度下对不同型号的电子压力计检定，发现压力计的误差并不是与温度成正比关系，目前电子压力计对温度漂移的抑制非常好。

关键词：温度；压力计误差；影响

1 电子压力计电路组成

由单片机、压力传感器、放大电路、A/D转换电路、存储器等组成，多数压力计还组合了温度测试功能。电子压力计的主要部件都是由电子器件和电路组成的。温度传感器一压力传感器一A/D转换一放大电路一处理、运算一存储。

2 温度对电子器件的影响

在使用电容器时，应充分考虑到温度对电容的影响，应尽量使电容在20℃左右的条件下工作，避免温度对电容诸多参数的影响。一般的电容，大多数是正温度系数，即温度上升了容量变大。陶瓷电容一般是负温度系数，温度升高容量变小。所以，温度对不同导体的电阻影响是不同的。

2.1温度对电阻的影响

（1）温度升高。温度升高后：玻璃电阻下降变成导体。铜、铁类的导体由于温度升高，电阻增加，导電性能下降。但对于碳（石墨）却相反.石墨在温度升高后，电阻也变小，变成良导体。

（2）温度下降。当温度下降到超低的时候，陶瓷会变成超导体。

（3）当温度下降，铜铁类导体的导电性能会上升。某些物质温度降低到一定温度时，电阻就变为零，这是超导现象。

2.2温度对电容的影响

电容器在温度变高时电容量可以变低也可以变高。

（1）温度与电容的寿命。一般情况下，电容的寿命随温度的升高而缩短，最明显的是电解电容器。一个极限工作温度为85℃的电解电容器，在温度为20℃的条件下工作时，一般情况可以保证181019小时的正常工作时间；而在极限温度85℃的条件下工作时，一般情况仅仅可以保证2000小时的正常工作时间。所以，在设计电路时，应注意此情况。

（2）温度与电容的损耗角正切值。任何电容器都有一个损耗角正切值，即电容器的损耗。一般情况下正切值是随温度的升高而增加的。例如CC10型超高频瓷介电容的损耗角正切值，在正常温度下（20℃±5℃）为0.0012，在正极限温度下（85℃），却为0.0018。可以看出，受温度的影响是较大的。

（3）温度与电容的绝缘电阻。一般情况下，电容的绝缘电阻随温度的升高而降低，绝缘电阻的降低又将导致电容的漏电流增大。

（4）温度与电容的容量。电容的温度系数是指电容的容量随温度的变化而变化。在设计精密电容定时电路和由电容决定频率的振荡电路时，应该充分考虑到温度对电容容量的影响，否则，所设计的电容定时电路就会定时不准确；振荡电路的振荡频率就会随温度的变化而变化。

2.3温度对二极管、三极管的影响

当温度升高时，二极管反向漏电电流、三极管截止电流会增大，当温度降低时，他们的导电性能会降低。组成电子压力计的电子器件和电路的参数必然受到温度的影响，最终影响压力测试的准确性。压力计校准采用不同的温度点是很有必要的。压力计抑制温度漂移采取的措施：采用技术参数随温度变化小的器件和采用热敏电阻。在集成运放电路中采用负反馈电路，利用软件校正温度漂移，传感器采用电桥与热敏电阻相结合抑制温度漂移。

不同温度下压力计的误差表现

3 压力传感器的静态特性

（1）迟滞（迟滞误差）H。传感器在正（输入量增加）、反（输入量减少）行程中，输入输出曲线不重合的程度。对应于同一输入量，它的输出量值有差别。迟滞可用传感器最大正反差值与满量程输出的百分比来表示。

（2）温度对压力计误差的影响。任意选取不同型号、不同精度、经校准合格的压力计2支，选取3个温度点、10个以上压力校准点进行示值误差校准。型号为JF1201高精度3056号压力计三个温度点下的压力误差曲线图，20℃、50℃、80℃压力误差曲线形态相似，压力误差分布范围相同，温度对其没有多大影响。

型号为JF1201高精度3163号压力计三个校准温度点下第一循环的压力误差曲线图，这说明温度对其也没有太大影响。型号为JFP-T600.2级3021号压力计三个温度点下第一循环的压力误差曲线图，压力误差受温度影响较大，但常温下其误差达到正向最大。对于型号为MPS2000A0.2级压力计来说，正误差最大的是20℃时误差，而负向误差最大的是50℃时的误差。对于双通道赌赛式压力计来说，其误差曲线受温度影响不是十分明显，20℃的正向误差最大，而负向最大误差则分别被20℃、50℃、80℃的误差占有。

温度不是影响误差大小的绝对因素，压力计的型号起决定作用。传感器的选择、电路的设计加工以及软件的编制对误差起主要作用，最关键的是传感器的选择。高精度的JF1201型号压力计非常稳定，其误差曲线几乎与温度无关。其它型号压力计的误差曲线受温度的影响有大有小。多数压力计常温下正向误差较大，在加温状态下，负向误差较大。而常温下的最大误差可以覆盖其它温度下最大误差的绝对值。

4 结束语

由压力计的迟滞误差可以明显地看出压力计误差的分布情况，对压力计传感器和电路性能分析非常直观，电子器件在极限温度附近其寿命会大大缩短。建议在压力计校准中增加迟滞曲线项目。在常规（2个月校准一次）校准中只做常温校准，每年做一次加温校准，新购买的仪器可以连续做3个周期的加温校准，压力计校准时尽量减少在耐温指标附近的温度加温，提高压力计使用寿命，减少检测设备的故障率。

作者简介：寇柳娟，身份证号码：411081197708054563endprint