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电桥测量的基础

时间:2016-08-08 08:23:35  来源:  浏览量:

  VOUT=VB(PS0(1+S1(T-T0))+U0+U1(T-T0)) (1)

  式中,VOUT为电桥输出,VB是电桥的激励电压,P是外加压力,T0是参考温度,S0是T0温度下的灵敏度,S1是灵敏度的温度系数(TCS),U0是在无压力情况下电桥在温度T0时的输出偏移量(或失衡),而U1则是偏移量的温度系数(OTC)。公式(1)使用一次多项公式来对传感器进行建模,而有些应用场合可能会用到高次多项公式、分段线性技术或者分段二次逼近模型,并为其中的系数建立一个查寻表。无论使用哪种模型,数字校准时都要对VOUT、VB和T进行数字化,同时要采用某种方公式来确定全部系数并进行必要的计算。公式(2)由公式(1)变化所得,从中可清楚地看到,通过数字计算(通常由微控制器(MCU)执行)而输出精确压力值所需的信息。

  P=(VOUT/VB-U0-U1(T-T0))/(S0(1+S1(T-T0)) (2)

  电压驱动

  11.gif

  图1 该电路直接测量计算实际压力所需的变量(激励电压、温度和电桥输出)

  在图1所示的电路中,一个高精度ADC先对VOUT (AIN1/AIN2)、温度(AIN3/AIN4)和VB (AIN5/AIN6)进行数字化,这些测量值随后被传送到MCU,在那里转换成实际的压力。电桥直接由电源驱动,电源同时也为ADC、电压基准源和 MCU供电。电阻公式温度检测器Rt用来测量温度,ADC内的输入复用器同时测量电桥、RTD和电源电压。为确定校准系数,整个系统(或至少是RTD和电 桥)被放到恒温箱里,在多个不同温度下进行测量。测量数据通过测试系统进行处理,以确定校准系数,最终的系数被下载到MCU并存储到非易失性存储器中。

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