1,、設(shè)計(jì)目的

針對(duì)微壓薄膜壓力傳感器,，設(shè)計(jì)一傳感器用微小信號(hào)調(diào)理電路，將傳感器四臂差動(dòng)全橋輸出的微弱信號(hào)進(jìn)行濾波、放大,、補(bǔ)償,、校準(zhǔn)等處理,。將微小的壓力信號(hào)轉(zhuǎn)換為標(biāo)準(zhǔn)的電信號(hào),。

2,、電路性能指標(biāo)要求

（1）差分電壓輸入范圍：小于0.2mV/V；

（2）調(diào)理電壓輸出范圍：0～5V.DC,；

（3）工作溫度范圍：-55℃～+125℃,；

（4）零點(diǎn)溫漂：0.03%/℃；

（5）非線性：0.1%/FS,。

3,、設(shè)計(jì)難點(diǎn)

信號(hào)源幅度小于0.2mV/V。由于微壓傳感器感受的壓力形變小,，導(dǎo)致電橋電阻的變化相對(duì)于大量程壓力傳感器要小得多,，這樣電橋在激勵(lì)源的作用下,，輸出的差分電壓也很小,。微小的電壓信號(hào)容易受到噪聲的干擾，也容易受到放大器本身的溫漂,、失調(diào)電壓的影響,，同時(shí)不利于數(shù)字處理電路進(jìn)行處理。

傳感器的零點(diǎn)偏移補(bǔ)償要求,。四臂全橋的橋阻雖然在設(shè)計(jì)時(shí)充分考慮了其對(duì)稱(chēng)性,，但在生產(chǎn)過(guò)程中總會(huì)引入偏差，壓力傳感器輸出的電壓信號(hào)一般都會(huì)有5mV到30mV不等的零點(diǎn)偏移,。為了保證壓力和標(biāo)準(zhǔn)信號(hào)輸出的關(guān)系,，必須補(bǔ)償零點(diǎn)偏移量。

傳感器的非線性補(bǔ)償要求,。受到彈性元件的影響,，微小量程的壓力傳感器也不可免的存在非線性，要求信號(hào)調(diào)理電路要能夠?qū)鞲衅鞯姆蔷€性進(jìn)行補(bǔ)償,，減小傳感器的非線性偏差,。

寬的工作溫度范圍（-55℃~125℃）。在如此寬的溫度工作范圍內(nèi),，即使使用低溫度系數(shù)的合金電阻,，橋阻的阻值也會(huì)由于溫度的變化而發(fā)生漂移。導(dǎo)致傳感器的輸出信號(hào)產(chǎn)生溫度漂移,。另外,，半導(dǎo)體集成電路受溫度影響也很明顯，在放大信號(hào)的同時(shí)也引入了一定的溫漂,，因此必須進(jìn)行溫度補(bǔ)償,。

為減小電路的體積，盡量選用集成電路,，但集成電路大部分工作溫度范圍為-40℃~85℃,。能夠-在55℃~125℃工作，體積小巧的信號(hào)放大處理芯片可選擇較少。

4,、解決方案

目前,，能夠在較寬的溫度范圍內(nèi)工作且能夠進(jìn)行溫度補(bǔ)償?shù)臉蚴絺鞲衅餍盘?hào)調(diào)理芯片有MAX1452。具備零點(diǎn)偏移補(bǔ)償,、非線性補(bǔ)償功能,，且1452工作范圍只有-40℃~125℃。通過(guò)使用前置差分運(yùn)放將傳感器的輸出電壓進(jìn)行放大,，然后給MAX1452進(jìn)行處理,。這樣MAX1452使用較小的放大倍數(shù)就可檢測(cè)到輸入信號(hào)，小的放大倍數(shù)可以減小噪聲干擾,。但是,，增加電路加大了電路板的尺寸。差分放大電路不可避免的引入信號(hào)畸變,。此電路可將非線性為1.5%的信號(hào)校準(zhǔn)為0.1%,，線性度可以提高15倍。

5,、結(jié)論

通過(guò)試驗(yàn)證明,，采用MAX1452設(shè)計(jì)方案滿足薄膜壓力傳感器微小信號(hào)的電路調(diào)理的設(shè)計(jì)要求。 本文源自澤天傳感,，版權(quán)所有,，轉(zhuǎn)載請(qǐng)保留出處。