导读：高温压力传感器温度效应分析

常见的高温压力传感器材料有多晶硅、石英、 SiC、SOI、SOS(蓝宝石上硅) 等。SOI的低压、低功耗、电隔离等优势，提高了传感器对恶劣环境的适应性，基于硅隔离SOI技术的耐高温压力传感器得到了广泛应用。相对于硅压阻式压力传感器，高温压力传感器具有低噪声、高灵敏度、低温漂、动态变化范围大等显著优点。为了得到高性能的高温压力传感器，课题组研制了非接触电容式和接触电容式高温压力传感器。

高温压力传感器温度效应分析

高温压力传感器温度效应产生的原因主要有传感器结构的热胀冷缩、杨氏模量的负温度系数、电容空腔中残余气体的影响和极板间介电常数的温度效应。

热胀冷缩对传感器的影响 温度的变化会导致传感器的几何尺寸发生变化，对于电容式传感器，温度的变化主要引起两板间隙或面积的变化，产生附加电容的变化。温度变化对接触电容式ME MS传感器的影响更加明显，因为接触电容式微传感器的极板间距小于2μm，温度的变化，导致很小的极板间隙产生很大的相对变化，从而产生很大的温度误差。

高温压力传感器温度效应是不可避免的，可以通过设计合理的结构、选择合适的材料来减小误差，也可以通过设计环形补偿电极来消除温度共模信号和通过信号处理软硬件来修正温度对传感器测量的影响。下面介绍采用参考电容的办法来消除高温压力传感器温度效应及寄生电容的影响。

传感器参考电容的设计 为了消除温度效应及寄生电容的影响，在接触式电容压力传感器的结构中加入1个参考电容，该参考电容对压力的变化不敏感，其输出不随压力的变化而变化。参考电容C0与传感器压力敏感电容Cx在同一环境下工作，其输出量大体上体现相同环境的数值变化。参考电容越接近传感器的电容，测量的相对误差越小，所以设计参考电容的电容值和传感器的电容近似相等。在信号处理过程中，将参考电容的输出与传感器电容输出进行比较，通过数据处理去掉外界温度对传感器测量的影响，从而消除温度效应。

1、节气门位置传感器 

作用：节气门位置传感器是监测节气门开启角度的大小，确定怠速，全负荷及加减速工况，以实施与节气门开度状态

相对应的各种喷油量控制。失效影响：怠速忽高忽低，或造成飞车现象。 

2、进气门压力传感器 

作用：进气压力传感器是提供发动机负荷信息，即通

遇对进气管的压力测量，间接测量进入发动机的进气量，再通过内部电路使进气量转化成电信号提供给电脑。失效影响：造成发动机不易起动，或怠速不稳。 

3、进气温度传感器 

作用：提供空气温度信息用于修正喷油量和点火正时。 失效影响：怠速偏低,易熄火。 

4、曲轴转角传感器 

作用：是提供转速和曲轴相位信息，为喷油正时和点火正时提供参照点。失效影响：发动机不能起动或起动后发动机突然熄火。 

5、冷却液温度传感器 

作用：是监测发动机冷却液温度，将之转换为电压信号传送到电脑，ECU根据此信号来控制喷油量，点火正时和怠速控制。 失效影响：怠速偏低。 

6、氧传感器 

作用：是提供混合器浓度信息，用于修正喷油量，实现对空燃比的闭环控制，保证发动机实际的空燃比接近理论空燃比的主要元件。 失效影响：怠速不稳，耗量过大。 

7、爆震传感器 

作用：是提供爆震信息，用于修正点火正时，实引爆震闭环控制。 失效影响：当爆震将要发生前无法提供爆震信点，电脑接收不到信号“峰值”不能减少点火提前角，而发生爆震。 

8、三元催化器 

作用：三元催化器装在排气管中的消声器前，可同时降低尾气中三种污染物（一氧化碳CO、未燃碳氧化合物HC和氧化物Nox的含量，发动机的空燃比接近理论空燃比时，三元催化器转化效率最高，当有害气体的300℃～800℃的高温通过三元催化器中心经附在陶瓷单体上的贵重催化发生氧化和还原反应，转化为无害气体。 失效影响：排出的废气不能达标。