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國(guó)產(chǎn)硅壓力傳感器量測(cè)應(yīng)用

時(shí)間：2021-04-21 點(diǎn)擊次數(shù)：

硅膠壓力具有成本優(yōu)勢(shì)，目前廣泛應(yīng)用于胎壓計(jì)、壓力計(jì)、血壓計(jì)、大氣壓計(jì)、高度計(jì)、天氣預(yù)報(bào)、水深測(cè)量、空壓控制等。本文旨在以HY11P系列為控制芯片，說明其使用。

原理說明：

持續(xù)性。

硅壓力由橋式電阻構(gòu)成，分為表壓和絕壓型。表壓以大氣壓為零，但絕壓以真空為零。

施加壓力時(shí)，其輸出電壓信號(hào)為正值。

Count=(V+-V-)/(VIN+-VIN-)=△R/R。

=Spanx(1+TCSx△T)xP/FS+Offset+SpanxTCOx△T。

PAinx(1-TCSx△T)x(Count–Offset)–TCOxFSx△T。

其中，

△T=T–Tc；當(dāng)前溫度與校正時(shí)溫度的不同。

Span的單位是Count。

TCS是Span的溫度系數(shù)(單位:%/℃)

TCO是Offset的溫度系數(shù)(單位:%/℃)

Gain=FS/Span(單位:mBar/Count)

在傳感器US9173中，傳感器Offset的溫度在±0.08%/℃的范圍內(nèi)，一般在-0.02%/℃左右。在測(cè)量表壓時(shí)，可以在加壓前減少報(bào)價(jià)。但是，絕壓測(cè)量時(shí)，必須充分考慮。

此外，由于硅壓力傳感器的電阻溫度較大，如果將參考電壓設(shè)定為輸入電壓，則Span的溫度會(huì)在-0.17~0.27%/℃左右。因此，建議接著參考電阻，以參考電阻的電壓差為參考電壓。

可以看出:

Count=(V+-V-)/(VR+-VR-)=△R/Rref。

Rref的溫度比傳感器的r小，溫度反應(yīng)規(guī)則。使用50ppm電阻時(shí)，一般Span的溫度可以減少到±0.05%/℃以內(nèi)，典型值在±0.02%/℃之間，遠(yuǎn)遠(yuǎn)優(yōu)于VDDA作為參考電壓。

但請(qǐng)注意，TCO和TCS對(duì)溫度不是常數(shù)。如果對(duì)溫度漂移的應(yīng)用要求更高，則可以對(duì)不同批號(hào)的傳感器進(jìn)行溫度實(shí)驗(yàn)，以獲得平均TCS和TCO的溫度曲線。測(cè)量時(shí)，用HY11P的內(nèi)置溫度傳感器測(cè)量溫度變化，檢測(cè)TCS和TCO值，進(jìn)行溫度補(bǔ)償。

控制芯片。

HY11P系列的優(yōu)勢(shì):

低壓工作→ADC最低工作電壓2.4V。

低功耗→使用內(nèi)部2MHz打開ADC，最大功耗小于1mA。

ADCGain放大→×1/4~×16。

內(nèi)置預(yù)放大電路(PGA)→×1~×8。

高分辨率低溫漂移ADC→18bits輸出分辨率，Gaindrift:5PPM/℃。

ICOffset消除功能。

內(nèi)置溫度傳感器可用作溫度測(cè)量和傳感器的溫度補(bǔ)償。

低功耗→使用內(nèi)部2MHz打開ADC，最大功耗小于1mA。

低壓檢測(cè)→多段電源電壓檢測(cè)。

排列SPI通信。