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接口和使用桥接传感器

经过克里斯弗朗西斯|2016年1月8日

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传感器如应变仪,压力表和一些磁传感器通常是桥装置。它们可以是满的或半桥,尽管桥梁通常由连接在一起的多个设备制成,但MEMS传感器是例外。因此,在应变计的情况下,将在压缩中的一个应变仪和另一个压缩中的一个应变仪来制造半桥,因此两个设备提供和相等且相反的信号。

桥接电路的示例

以上是桥接电路的示例。电阻取决于您是否具有“全桥”,“半桥”或仅仅是单电阻传感器。对于完整的桥梁,所有电阻将是传感器的一部分。如果您有半桥,RS1和RS2将是传感器,RR1和RR2将是测量系统中的参考电阻。半桥中的两个电阻器,其构成传感器的给定致动具有相等且相反的电阻改变。例如,RS1可以通过物理压力和RS2增加电阻,RS2会随着相同的压力而降低。因此,SP上的电压会随压力降低。您在SP和Sn上看到的实际电压通常是激励电压Vp - Vn的一半,因为在静止时(即,没有压力)所有电阻器都具有相等的值。最大激励电压可能会限制用于防止由于传感器的自加热而导致的误差。

这种测量系统被称为惠斯通桥,实际上由Samuel Hunter Christie而不是Charles Wheatstone发明。最初用于通过测量比来精确测量和未知的抗性。您在SP和SN之间测量的电压真的告诉您RS1到RS2的比率。在这种情况下,它不是所需的电阻的绝对值,而是两种电阻的比率。桥梁或半桥传感器通常会引用敏感性或跨度,如25MV,基于所有传感器MLV-005D的5V激励。由于这是一个5PSI传感器,规范说,用5V激励(例如,VN连接到0V,VP连接到5V),您将获得5PSI的25mV差分电压。由于它是一个全桥传感器,该电压实际上将由桥梁的一侧上升12.5mV,另一侧移动12.5mV。
因此,信号电平非常小,需要一些信号处理。一些更新的传感器内置电子设备甚至是模数转换器和串行接口。否则,您需要放大信号以能够使用它。作为差分信号,信号具有合理的抗噪声,特别是对于全桥。如果您只有一个半桥,则两个电阻将是固定值,因此噪声免疫不会好,​​因为两个信号连接并不总是具有相同的阻抗随着压力变化而具有相同的阻抗。

放大不一定低阻抗的小差分信号的最佳方法是用仪表放大器。您希望高输入阻抗,以避免由于放大器输入阻抗而导致的错误,因此德州仪器Ina118的某些东西将是一个选项。

电路示例

假设您实际上需要数字结果,请通过信号外部电阻设置为将低电平信号(模拟到数字转换器)范围增加到可能的外部电阻。存在预设增益的其他仪器放大器,并且不需要用于设置增益的外部电阻。不使用仪表放大器的另一个选项是高分辨率Sigma-Delta ADC(如果您的信号足够大)或具有内置PGA(可编程增益放大器)的一个,例如模拟设备AD7190。

电路 - 例2

这遵循了更复杂的集成电路的当前趋势,提供完整的电路解决方案,否则您必须使用多个集成电路和离散组件,例如LTC2983从线性技术。

完整 - 多通道 - 数字温度 - 测量系统上芯片

这种完整的多通道数字温度测量系统上的芯片将使用热电偶,热敏电阻,二极管和铂金RTD,并将测量直接转换为温度,包括缩放和线性化。

帖子接口和使用桥接传感器首先出现了模拟IC提示。


提交:模拟IC提示那技术+产品


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