詳解微壓力傳感連接器電路設計
發布時間:2015-02-01 責任編輯:sherryyu
【導讀】微壓力傳感器信號是控製器的前端,它在測試或控製係統中處於首位,對微壓力傳感器獲取的信號能否進行準確地提取、處理是衡量一個係統可靠性的關鍵因素。後續接口電路主要指信號調節和轉換電路設計也是重中之重。
後續接口電路主要指信號調節和轉換電路,即能把傳感元件輸出的電信號轉換為便於顯示、記錄、處理和控製的有用電信號的電路。由於用集成電路工藝製造出的壓力傳感器往往存在:零點輸出和零點溫漂,靈敏度溫漂,輸出信號非線性,輸出信號幅值低或不標準化等問題。
電橋放大電路
由於所測出的微壓力傳感器兩端的電壓信號較弱,所以電壓在進行A/D 轉換之前必須經過放大電路的放大(見圖2)。INA118 由3 個運算放大器組成差分放大結構,內置輸入過壓保護,且可通過外置不同大小的電阻實現不同的增益(從1 到1 000),因而應用範圍很廣。

圖2 電橋放大電路
通過在腳1 和腳8 之間外接一電阻Rg 來實現不同的增益,該增益可從1 到1 000 不等。電阻Rg 為式中G 為增益。由於Rg 的穩定性和溫度漂移對增益有影響,因此,在需要獲得高精度增益的應用中對Rg 的要求也比較高,應采用高精度、低噪聲的金屬膜電阻。此外,高增益的電路設計中的Rg 值較小,如G=100時的Rg 值為1.02 kΩ;G=1 000 時的Rg 值為50.5Ω。
AD7715 接口電路
為了實現對微壓力的實時測量,使用 16 位的AD7715對輸出電壓進行采樣測量,其中AD780提供2.5V 高精度基準電壓。P3.1 腳提供了AD 工作所需的時鍾,P1.4 和P1.5 腳接收和發送通訊數據,P1.6 是片選信號,P1.7 接DRDY ,AT89S52可以通過查詢P1.7 的狀態來判斷是否可以讀取AD 轉換結果。A/D 接口電路如圖3所示。

圖3 A/D 轉換電路
單片機接口電路
AT89S52是一個低功耗,高性能CMOS 8 位單片機,兼容標準MCS-51 指令係統及80C51 引腳結構。本設計使用的複位電路是由22μF 的電容,1 kΩ的電阻及IN4148 erjiguanzucheng。zaimanzudanpianjikekaofuweideqiantixia,gaifuweidianludeyoudianzaiyujiangdifuweiyinjiaodeduidizukang,keyixianzhezengqiangdanpianjifuweidianludekangganraonengli。erjiguankeyishixiankuaisushifangdianrongdianliangdegongneng,manzuduanshijianfuweideyaoqiu。benshejidedanpianjilianjiedianlurutu4 所示,輸入信號為經7715A/D 轉換的模擬電壓,單片機進行計算處理後輸入到LCD1602 液晶顯示,顯示出相應的壓力值。

圖4 單片機連接電路
通過對微壓力傳感器的應用、特te點dian及ji工gong作zuo特te性xing等deng方fang麵mian的de研yan究jiu,並bing對dui微wei壓ya力li傳chuan感gan器qi接jie口kou電dian路lu進jin行xing了le設she計ji,在zai電dian路lu框kuang圖tu中zhong充chong實shi了le各ge個ge部bu分fen的de內nei容rong。首shou先xian采cai用yong惠hui斯si通tong電dian橋qiao濾lv出chu微wei壓ya力li傳chuan感gan器qi輸shu出chu的de變bian量liang,然ran後hou用yongINA118放大器將此信號放大,再用7715A/D 轉換器驅動LCD 將其顯示。完善了微壓力傳感器接口電路,使電路在功能性、穩定性、可靠性及小型化等方麵都有所增強。
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