壓阻式壓力傳感器提供與輸入壓力成比例的模擬輸出信號(hào), 這種類型的集成傳感器的典型滿量程輸出為100 mV ,這對(duì)于大多數(shù)應(yīng)用已經(jīng)足夠大了。然而,在有些應(yīng)用場(chǎng)合需要更高電平(如5 V，10v等) 的輸出范圍,因此就需要有增益級(jí)和其它信號(hào)處理電路。一個(gè)基本的信號(hào)處理電路應(yīng)提供零位平衡調(diào)節(jié),壓力靈敏度的校準(zhǔn),零點(diǎn)和滿量程溫度補(bǔ)償,信號(hào)放大和電壓調(diào)整等功能。除了這些基本功能以外, 還需要有源非線性校正和頻率響應(yīng)整形電路來(lái)改善傳感器的性能。
傳感器組件由一個(gè)傳感器和5個(gè)補(bǔ)償電阻組成。傳感器本身是一個(gè)有源電橋。5 個(gè)補(bǔ)償電阻用于實(shí)現(xiàn)零點(diǎn)輸出電壓(偏移) 補(bǔ)償,包括有偏移補(bǔ)償和溫度誤差補(bǔ)償。這5 個(gè)電阻中實(shí)際上只需要3 個(gè)。每一只傳感器提供一份計(jì)算機(jī)打印的外接補(bǔ)償電阻的阻值。這些補(bǔ)償電阻用激光刻蝕在陶瓷基片上,與傳感器封裝成一體。陶瓷基片上還提供一個(gè)供調(diào)節(jié)增益用的電阻,以便校正外接放大器增益。
基準(zhǔn)電壓源因穩(wěn)壓管和電阻組成, 利用其輸出電壓作為恒流源的基準(zhǔn)電壓,并通過(guò)電位器提供調(diào)零電壓。
傳感器的零點(diǎn)和滿量程溫度補(bǔ)償是在無(wú)輸出負(fù)載的情況下計(jì)算的。因?yàn)殡姌螂娮桦S著溫度而變化,因而輸入阻抗太低的放大器將引入一項(xiàng)附加的溫度誤差,在此選用了由放大器A2 、A3 組成的差動(dòng)歸一化線路,因?yàn)檫@種線路輸入阻抗高,并具有與電路元件精度基本無(wú)關(guān)的*的共模抑制比。
固定增益輸出放大器有兩個(gè)差動(dòng)輸入端。*個(gè)輸入端處理歸一化放大器的輸出,另一個(gè)輸入端用于產(chǎn)生一個(gè)零點(diǎn)偏置電平, 以使產(chǎn)生各種帶有效零點(diǎn)(1 V 或4 mA) 的輸出(有效零點(diǎn)輸出時(shí)接信號(hào)地) 。并能提供傳感器量程±20 % 的調(diào)零電壓。由于量程調(diào)節(jié)在差動(dòng)歸一化放大級(jí), 所以零點(diǎn)的變動(dòng)不會(huì)影響滿量程。因?yàn)殡娮杼峁┝朔浅５偷膫鞲衅髌?/span>,其典型值為25 ℃時(shí)小于0. 5 mV ,因此增益調(diào)整對(duì)零點(diǎn)電平的影響可以忽略, 這樣就可以提供一個(gè)快速的校準(zhǔn)電路。
下面介紹一下壓力傳感器里面用到的信號(hào)放大器
產(chǎn)品概述
IPO壓力應(yīng)變橋信號(hào)處理系列隔離放大器是一種將差分輸入信號(hào)隔離放大、轉(zhuǎn)換成按比例輸出的直流信號(hào)混合集成厚模電路。產(chǎn)品廣泛應(yīng)用在電力、遠(yuǎn)程監(jiān)控、儀器儀表、醫(yī)療設(shè)備、工業(yè)自控等行業(yè)。該模塊內(nèi)部嵌入了一個(gè)高效微功率的電源，向輸入端和輸出端提供隔離的電源和一個(gè)模擬信號(hào)輸出的光電耦合隔離放大器，并且提供了一個(gè)高負(fù)載能力40mA的基準(zhǔn)電壓源輸出，該產(chǎn)品大大簡(jiǎn)化了用戶的設(shè)計(jì)，提高了PCB的空間利用率。由于內(nèi)部采用了線性光電隔離技術(shù)相比電磁隔離具有更好的搞EMC干擾和空間電磁干擾。此系列產(chǎn)品只需外部加零點(diǎn)和滿度調(diào)節(jié)電位器就可以實(shí)現(xiàn)模擬信號(hào)的隔離放大和傳輸。
產(chǎn)品特點(diǎn)
工業(yè)級(jí)溫度范圍:-25~+85℃
?電源、信號(hào)：輸入/輸出3000VDC三隔離
?PWR:5VDC，12VDC，15VDC，24VDC±10%單電源供電>5V供電的產(chǎn)品時(shí)內(nèi)部有反接保護(hù)。
?產(chǎn)品向壓力應(yīng)變橋電路提供高負(fù)載能力的基準(zhǔn)電壓5V或10V。
?0-10mV/0-20mV/0-±10mV/0-±20mV等差分電壓信號(hào)輸入，標(biāo)準(zhǔn)信號(hào)
?0-5V/0-10V/4-20mA輸出。
?低成本、小體積,DIP24Pin，UL94V-0標(biāo)準(zhǔn)阻燃封裝PCB焊接
?有較強(qiáng)的抗EMC電磁干擾和抑制高頻信號(hào)空間干擾特性
?使用環(huán)境：周圍環(huán)境中不得有大量灰塵、強(qiáng)烈振動(dòng)沖擊，以及對(duì)元器件有腐蝕的氣體存在
產(chǎn)品應(yīng)用
?稱重傳感器信號(hào)變送，
?克服分散采集、信號(hào)傳輸遠(yuǎn)距離帶來(lái)的回路串?dāng)_、強(qiáng)電干擾問(wèn)題
?實(shí)現(xiàn)模擬信號(hào)之間的互相自由連接
?模擬信號(hào)地線干擾抑制
?非電量信號(hào)變送
?信號(hào)遠(yuǎn)程無(wú)失真?zhèn)鬏?/span>
?克服變頻器帶來(lái)的干擾
產(chǎn)品選型指南
IPO-Po￡-2mV/V-P￡-U(A)￡
產(chǎn)品系列：光電隔離系列
| 輸入信號(hào) | 供電電源 | 輸出信號(hào) |
| 代碼 | 電壓 | 代碼 | 電源 | 代碼 | 電流 | 代碼 | 電壓 |
| Po1 | 0-5V | P1 | 24VDC | A3 | 0-20ma | U1 | 0~5V |
| Po2 | 0-10V | P2 | 12VDC | A4 | 4-20ma | U2 | 0-10V |
| Poz | 用戶自定義 | P3 | 5VDC | A6 | -20m~+20mA | U4 | 0-2.5V |
| | | P4 | 15VDC | Az | 用戶自定義 | U6 | 0-±10V |
| | | Pz | 用戶自定義 | | | U9 | 1-5V |
| | | | | | | U10 | 2-10V |
| | | | | | | Uz | 用戶自定義 |
產(chǎn)品選型舉例：
| 例子 | 信號(hào)輸入 | 信號(hào)輸出 | 供電電源 | 產(chǎn)品型號(hào) |
| 例1 | 10V2mV/V | 4-20mA | 24V | IPO-Po2-2mV/V-P1-A4 |
| 例2 | 5V2mV/V | 4-20mA | 5V | IPO-Po1-2mV/V-P3-A4 |
產(chǎn)品技術(shù)參數(shù)
| 參數(shù)名稱 | 測(cè)試條件 | zui小 | 典型值 | zui大 | 單位 |
| 隔離電壓 | 1min | | 3000 | | VDC |
| 電壓輸出 | | 2 | | mV/V |
| 增益 | 電流輸出 | | 1 | | mV/mA |
| 電流 | | 1 | | mA/mA |
| 增益溫漂 | | | 100 | | ppm/℃ |
| 非線性度 | | | 0.1 | 0.2 | %FSR |
| 信號(hào)輸入 | | 0 | | 1000 | mV |
| 配電電壓輸出電流 | | | 30 | 70 | mA |
| 輸入失調(diào)電壓 | | | | 50 | uV |
| 輸入阻抗 | | 1M | | | K |
| 信號(hào)輸出 | 電壓 | | 0 | | 15 | V |
| 電流 | | 0 | | 30 | mA |
| 負(fù)載能力 | 電壓 | Vout=10V | | 5 | | kΩ |
| 電流 | | 0 | 350 | | Ω |
| 頻率響應(yīng) | -3DB | | 100 | | mS |
| 信號(hào)輸出紋波 | 不濾波 | | 10 | 20 | mVRMS |
| 信號(hào)電壓溫漂 | | | | 0.2 | mV/℃ |
| 輔助電源 | 電壓 | 用戶自定義 | 3.3 | 12 | 24 | VDC |
| 功耗 | | | 0.4 | 1 | W |
| 工作環(huán)境溫度 | | -25 | | 85 | ℃ |
| 貯存溫度 | | -45 | | 105 | ℃ |
| 重量 | | | 16 | | g |
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