基于惠斯顿电桥的压力传感器方案应用“lol赛事押注”

本文摘要:所有类型的传感器在过去几年中都有了相当大发展,而且与之前的产品比起,更为准确也更加平稳。有的时候,这些传感器用于一起并不非常简单。 面向这些传感器的调节电路设计师,常常找到此类电路的研发多少有些令人困惑。 然而,只需少量基础知识并用于新的在线传感器设计工具,这个过程面对的很多挑战都需要迎刃而解。 虽然现在市面上有多种传感器,但压力传感器尤为少见。因此,本文将辩论基于惠斯顿电桥压力传感器的基本工作原理,以及用作切换这种桥传感器输入的处置电路,还包括位移和增益校准。

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所有类型的传感器在过去几年中都有了相当大发展,而且与之前的产品比起,更为准确也更加平稳。有的时候,这些传感器用于一起并不非常简单。  面向这些传感器的调节电路设计师,常常找到此类电路的研发多少有些令人困惑。

然而,只需少量基础知识并用于新的在线传感器设计工具,这个过程面对的很多挑战都需要迎刃而解。  虽然现在市面上有多种传感器,但压力传感器尤为少见。因此,本文将辩论基于惠斯顿电桥压力传感器的基本工作原理,以及用作切换这种桥传感器输入的处置电路,还包括位移和增益校准。  基于惠斯顿电桥的压力传感器  许多压力传感器用于微机电系统(MEMS)技术,它们由4个使用惠斯顿电桥结构相连的压敏电阻构成。

当这些传感器上没压力时,桥中的所有电阻值都是大于的。当有外力产生于电桥时,两个牵电阻的阻值将减少,而另两个电阻的阻值将增大,而且减少和增大的阻值彼此大于。  失望的是,事情并非如此非常简单,因为传感器不存在位移和增益误差。位移误差是指没压力产生于传感器时不存在输入;增益误差指传感器输入相对于产生于传感器外力的脆弱程度。

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  典型传感器一般规定鼓舞电压为5V,具备20mV/V的标称剩刻度输入。这意味著在鼓舞电压为5V时,标称剩刻度输入为:20mV/V5V=100mV.  偏移电压有可能是2mV,或剩刻度的2%;大于和仅次于剩刻度输入电压有可能是50mV和150mV,或标称剩刻度的50%。  假设两个电阻串联构成电阻串,由于是等值电阻,因此两电阻间的节点电压是电阻串电压的一半。

如果一个电阻值减少1%,另一个电阻增大1%,那么两个电阻节点处的电压将转变1%。  不受鼓舞电压VEX和差分输入电压V驱动的惠斯顿桥。图1:不受鼓舞电压VEX和差分输入电压V驱动的惠斯顿桥  如果将两个电阻串展开并联,如图1右图,左边下方的电阻和右边上方的电阻阻值皆增大1%,另外两个电阻减少1%,那么两个中点间的电压将从零差值变成转变2%。

两个分段分支的这种配备就被称作惠斯顿桥。  如果不理解位移以及传感器输入电压和压力之间的现实关系,我们就不能粗略估计产生于传感器上的压力大小。这意味著必须取样校准的方法来取得更佳的精度。

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  幸运地的是,等价传感器的位移和剩刻度误差随时间变化非常平稳,因此一旦传感器获得校准,在该传感器生命期内有可能需要转变校准系数就能符合精度拒绝。当然,在每次上电时一般来说必须再度校准系统。  基本压力传感器调节电路。图2:基本压力传感器调节电路  基本信号调节电路由一个仪表放大器和一个模数转换器(ADC)构成。

仪表放大器将来自传感器的小输入电压缩放到合适ADC的电平,然后由ADC将缩放后的传感器输入电压切换为数字式,再行转交控制器或DSP处置(图2)。仪表放大器可以用来防止桥短路,而这种短路不会转变传感器输入电压值。


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