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电桥测量的基础

时间:2016-08-08 08:23:35  来源:  浏览量:

  设计该电路时主要考虑的是动态范围和ADC的分辨率,最低要求取决于具体应用和所选的传感器和RTD的参数。 在本例中,传感器的具体参数如下。

  系统规格

  · 满量程压力:100psi

  · 压力分辨率:0.05psi

  · 温度范围:-40~+85℃

  · 电源电压:4.75~5.25V

  压力传感器规格

  · S0 (灵敏度): 150~300μV/V/psi

  · S1(灵敏度的温度系数): 最大为-2500×10-6/℃

  · U0 (偏移): -3~+3mV/V

  · U1 (偏移的温度系数): -15~+15μV/V/℃

  · RB (输入电阻): 4.5kΩ

  · TCR (电阻温度系数): 1200×10-6/℃

  · RTD: PT100

  o α: 3850×10-6/℃

  o -40℃时的阻值: 84.27Ω

  o 0℃时阻值: 100Ω

  o 85℃时阻值: 132.80Ω

  电压分辨率

  ADC能够接受的最小电压分辨率可根据传感器能够检测到的最小压力变化所对应的VOUT得到。极端情况为使用最低灵敏度的传感器,在最高温度和最低供电电压下进行测量。注意,公式(1)中的偏移项不影响分辨率,因为分辨率仅与压力响应有关。使用公式(1)以及上述假设可得:

  VOUTmin=4.75V×(0.05psi/count×150μV/V/psi×(1+(-2500×10-6/℃)×(85℃-25℃))

  ≈30.3μV/count

  所以,最低ADC电压分辨率为30μV/ count。

  ADC的输入范围

  ADC的输入范围取决于最大输入电压和最小电压。根据公式1,产生最大VOUT的条件:最大压力100psi、最低温度- 40℃、最大电源电压5.25V和3mV/V的偏移、-15μV/V/℃的偏移温度系数、-2500×10-6/℃的TCS以及 300μV/V/psi的最高灵敏度。最小信号一般都在无压力(P=0),电源电压为5.25V、-3mV/V的偏移、-40℃的温度以及OTC等于+ 15μV/V/℃的情况下出现。

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