微壓力傳感連接器電路設(shè)計(jì)詳解
微壓力傳感器信號(hào)是控制器的前端,它在測(cè)試或控制系統(tǒng)中處于首位,對(duì)微壓力傳感器獲取的信號(hào)能否進(jìn)行準(zhǔn)確地提取、處理是衡量一個(gè)系統(tǒng)可靠性的關(guān)鍵因素。后續(xù)接口電路主要指信號(hào)調(diào)節(jié)和轉(zhuǎn)換電路,即能把傳感元件輸出的電信號(hào)轉(zhuǎn)換為便于顯示、記錄、處理和控制的有用電信號(hào)的電路。由于用集成電路工藝制造出的壓力傳感器往往存在:零點(diǎn)輸出和零點(diǎn)溫漂,靈敏度溫漂,輸出信號(hào)非線性,輸出信號(hào)幅值低或不標(biāo)準(zhǔn)化等問(wèn)題。
本文引用地址:http://m.butianyuan.cn/article/201710/369335.htm電橋放大電路
由于所測(cè)出的微壓力傳感器兩端的電壓信號(hào)較弱,所以電壓在進(jìn)行A/D 轉(zhuǎn)換之前必須經(jīng)過(guò)放大電路的放大(見(jiàn)圖2)。INA118 由3 個(gè)運(yùn)算放大器組成差分放大結(jié)構(gòu),內(nèi)置輸入過(guò)壓保護(hù),且可通過(guò)外置不同大小的電阻實(shí)現(xiàn)不同的增益(從1 到1 000),因而應(yīng)用范圍很廣。
圖2 電橋放大電路
通過(guò)在腳1 和腳8 之間外接一電阻Rg 來(lái)實(shí)現(xiàn)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。由于Rg 的穩(wěn)定性和溫度漂移對(duì)增益有影響,因此,在需要獲得高精度增益的應(yīng)用中對(duì)Rg 的要求也比較高,應(yīng)采用高精度、低噪聲的金屬膜電阻。此外,高增益的電路設(shè)計(jì)中的Rg 值較小,如G=100時(shí)的Rg 值為1.02 kΩ;G=1 000 時(shí)的Rg 值為50.5Ω。
AD7715 接口電路
為了實(shí)現(xiàn)對(duì)微壓力的實(shí)時(shí)測(cè)量,使用 16 位的AD7715 對(duì)輸出電壓進(jìn)行采樣測(cè)量,其中AD780 提供2.5V 高精度基準(zhǔn)電壓。P3.1 腳提供了AD 工作所需的時(shí)鐘,P1.4 和P1.5 腳接收和發(fā)送通訊數(shù)據(jù),P1.6 是片選信號(hào),P1.7 接DRDY ,AT89S52 可以通過(guò)查詢P1.7 的狀態(tài)來(lái)判斷是否可以讀取AD 轉(zhuǎn)換結(jié)果。A/D 接口電路如圖3所示。
圖3 A/D 轉(zhuǎn)換電路
單片機(jī)接口電路
AT89S52 是一個(gè)低功耗,高性能CMOS 8 位單片機(jī),兼容標(biāo)準(zhǔn)MCS-51 指令系統(tǒng)及80C51 引腳結(jié)構(gòu)。本設(shè)計(jì)使用的復(fù)位電路是由22μF 的電容,1 kΩ的電阻及IN4148 二極管組成。在滿足單片機(jī)可靠復(fù)位的前提下,該復(fù)位電路的優(yōu)點(diǎn)在于降低復(fù)位引腳的對(duì)地阻抗,可以顯著增強(qiáng)單片機(jī)復(fù)位電路的抗干擾能力。二極管可以實(shí)現(xiàn)快速釋放電容電量的功能,滿足短時(shí)間復(fù)位的要求。本設(shè)計(jì)的單片機(jī)連接電路如圖4 所示,輸入信號(hào)為經(jīng)7715A/D 轉(zhuǎn)換的模擬電壓,單片機(jī)進(jìn)行計(jì)算處理后輸入到LCD1602 液晶顯示,顯示出相應(yīng)的壓力值。
圖4 單片機(jī)連接電路
通過(guò)對(duì)微壓力傳感器的應(yīng)用、特點(diǎn)及工作特性等方面的研究,并對(duì)微壓力傳感器接口電路進(jìn)行了設(shè)計(jì),在電路框圖中充實(shí)了各個(gè)部分的內(nèi)容。首先采用惠斯通電橋?yàn)V出微壓力傳感器輸出的變量,然后用INA118放大器將此信號(hào)放大,再用7715A/D 轉(zhuǎn)換器驅(qū)動(dòng)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(wěn)定性、可靠性及小型化等方面都有所增強(qiáng)。
----------------------------------------
以太網(wǎng)技術(shù)資料集錦——讓以太網(wǎng)技術(shù)邁向工業(yè)物聯(lián)時(shí)代!
評(píng)論