橋式壓力傳感器及基于PGA309的信號(hào)調(diào)理系統(tǒng)的設(shè)計(jì)
資料介紹
由于材料、加工工藝以及傳感器的工作原理等因素,使得傳感器普遍存在著非線性及溫度漂移等問題。為提高傳感器的測量精度,設(shè)計(jì)了一種基于PC;A309的信號(hào)調(diào)理電路,在分析電路各功能模塊的基礎(chǔ)上,詳細(xì)介紹了外圍電路的設(shè)計(jì)方案,根據(jù)傳感器的理論數(shù)學(xué)模型,對軟件補(bǔ)償算法進(jìn)行了詳細(xì)分析,給出了算法流程,通過軟硬件的結(jié)合實(shí)現(xiàn)了傳感器誤差的智能補(bǔ)償。
1 橋式壓力傳感器
這里考慮的調(diào)理對象是一種硅壓阻式壓力傳感器,采用高精密半導(dǎo)體電阻應(yīng)變片組成惠斯頓電橋,作為力電變換的測量電路,結(jié)構(gòu)原理如圖1所示。Rl-R4為應(yīng)變電阻,VLX,為電橋激勵(lì)電壓,以為電橋輸出電壓?;菟诡D電橋的壓阻式傳感器,如無壓力變化,其輸出為零,幾乎不耗電。
根據(jù)電橋的基本特性,當(dāng)外界壓力使Rl-R4的電阻發(fā)生改變時(shí),璣的值也會(huì)相應(yīng)地發(fā)生改變,U,值的大小反應(yīng)了施加于傳感器上的外部壓力的大小。為了提高傳感器的靈敏度,在電橋設(shè)計(jì)時(shí),把一對阻值增大的電阻相對排布(R:、R。),另一對阻值減小的電阻相對排布(R,、R4),如此,電橋的輸出為:
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