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國(guó)產(chǎn)硅壓力傳感器量測(cè)應(yīng)用

時(shí)間:2021-04-21 點(diǎn)擊次數(shù):

硅膠壓力具有成本優(yōu)勢(shì),目前廣泛應(yīng)用于胎壓計(jì)、壓力計(jì)、血壓計(jì)、大氣壓計(jì)、高度計(jì)、天氣預(yù)報(bào)、水深測(cè)量、空壓控制等。本文旨在以HY11P系列為控制芯片,說(shuō)明其使用。

原理說(shuō)明:

持續(xù)性。

硅壓力由橋式電阻構(gòu)成,分為表壓和絕壓型。表壓以大氣壓為零,但絕壓以真空為零。

施加壓力時(shí),其輸出電壓信號(hào)為正值。

Count=(V+-V-)/(VIN+-VIN-)=△R/R。

=Spanx(1+TCSx△T)xP/FS+Offset+SpanxTCOx△T。

PAinx(1-TCSx△T)x(Count–Offset)–TCOxFSx△T。

其中,

△T=T–Tc;當(dāng)前溫度與校正時(shí)溫度的不同。

Span的單位是Count。

TCS是Span的溫度系數(shù)(單位:%/℃)

TCO是Offset的溫度系數(shù)(單位:%/℃)

Gain=FS/Span(單位:mBar/Count)

在傳感器US9173中,傳感器Offset的溫度在±0.08%/℃的范圍內(nèi),一般在-0.02%/℃左右。在測(cè)量表壓時(shí),可以在加壓前減少報(bào)價(jià)。但是,絕壓測(cè)量時(shí),必須充分考慮。

此外,由于硅壓力傳感器的電阻溫度較大,如果將參考電壓設(shè)定為輸入電壓,則Span的溫度會(huì)在-0.17~0.27%/℃左右。因此,建議接著參考電阻,以參考電阻的電壓差為參考電壓。

可以看出:

Count=(V+-V-)/(VR+-VR-)=△R/Rref。

Rref的溫度比傳感器的r小,溫度反應(yīng)規(guī)則。使用50ppm電阻時(shí),一般Span的溫度可以減少到±0.05%/℃以內(nèi),典型值在±0.02%/℃之間,遠(yuǎn)遠(yuǎn)優(yōu)于VDDA作為參考電壓。

但請(qǐng)注意,TCO和TCS對(duì)溫度不是常數(shù)。如果對(duì)溫度漂移的應(yīng)用要求更高,則可以對(duì)不同批號(hào)的傳感器進(jìn)行溫度實(shí)驗(yàn),以獲得平均TCS和TCO的溫度曲線。測(cè)量時(shí),用HY11P的內(nèi)置溫度傳感器測(cè)量溫度變化,檢測(cè)TCS和TCO值,進(jìn)行溫度補(bǔ)償。

控制芯片。

HY11P系列的優(yōu)勢(shì):

低壓工作→ADC最低工作電壓2.4V。

低功耗→使用內(nèi)部2MHz打開ADC,最大功耗小于1mA。

ADCGain放大→×1/4~×16。

內(nèi)置預(yù)放大電路(PGA)→×1~×8。

高分辨率低溫漂移ADC→18bits輸出分辨率,Gaindrift:5PPM/℃。

ICOffset消除功能。

內(nèi)置溫度傳感器可用作溫度測(cè)量和傳感器的溫度補(bǔ)償。

低功耗→使用內(nèi)部2MHz打開ADC,最大功耗小于1mA。

低壓檢測(cè)→多段電源電壓檢測(cè)。

排列SPI通信。

PWM/PDM輸出。

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