驅(qū)動(dòng)應(yīng)變橋傳感器的信號(hào)調(diào)理I

溫度會(huì)影響傳感器性能，導(dǎo)致零阻抗輸出電壓漂移(也稱之為失調(diào))和負(fù)荷條件下靈敏度改變(也定義為滿標(biāo)輸出電壓)。傳感器制造廠家在電路中加入熱敏電阻對(duì)這些變化進(jìn)行一階補(bǔ)償(見圖1~3)。

隨著溫度的變化，電阻RFSOTC和RFSOTC-SHUNT調(diào)整橋激勵(lì)電壓。通常，RFSOTC材料具有正溫度系數(shù)，可在溫度上升時(shí)降低橋激勵(lì)電壓。隨著溫度的上升，傳感器輸出變得愈加對(duì)負(fù)載敏感，而降低的橋激勵(lì)電壓有效地抵消固有溫度對(duì)降低傳感器輸出的影響。電阻RSHUNT對(duì)溫度或應(yīng)變不敏感，它用于微調(diào)RFSOTC的TC補(bǔ)償值。OW的RSHUNT值將抵消RFSOTC所有影響，而RSHUNT開路時(shí)(阻值無限大)，將完全受RFSOTC的影響。這種方法用于溫度靈敏度效應(yīng)的一階補(bǔ)償相當(dāng)好，但不能補(bǔ)償更復(fù)雜和更高階的非線性效應(yīng)。

在橋的一個(gè)臂上加入熱敏電阻，可實(shí)現(xiàn)偏移變化的溫度補(bǔ)償。這些電阻如圖1-3所示的ROTC-POS或ROTC-NEG。并聯(lián)電阻ROTC-SHUNT微調(diào)ROTC-POS或ROTC-NEG所引起的溫度影響值。采用ROTC-POS還是ROTC-NEG？取決于偏移是正或負(fù)溫度系數(shù)。

用電流激勵(lì)橋傳感器會(huì)導(dǎo)致橋阻抗隨負(fù)載變化，而且電流會(huì)對(duì)消或使內(nèi)置靈敏度補(bǔ)償網(wǎng)絡(luò)(圖2中的RFSOTC和RFSOTC-SHUNT)無效。

有些方法對(duì)解決這些問題是有效的，并可啟用電流激勵(lì)驅(qū)動(dòng)，而且較容易的方法是在配置中用MAX1452，提供電壓驅(qū)動(dòng)。此電路具有用電壓激勵(lì)提供所必須的大電流能力，但所需的外部元件數(shù)最少。MAX1452是一款完整的高集成度信號(hào)調(diào)理IC，可實(shí)現(xiàn)傳感器激勵(lì)、信號(hào)濾波和放大以及偏移和靈敏度的溫度線性化。

MAX1452主要設(shè)計(jì)用于檢測(cè)壓力的硅壓阻式傳感器(PRT)。它包含4個(gè)16位△∑DAC、一個(gè)溫度傳感器以及用于橋傳感器溫度補(bǔ)償和線性化的索引溫度系數(shù)表(見圖4)。通過檢測(cè)元件和電壓輸出之間的模擬信號(hào)通路實(shí)現(xiàn)溫度補(bǔ)償和放大。此IC適合片狀或薄膜應(yīng)變片，用最少的外部電路來提供惠斯登橋的電壓基激勵(lì)和大電流驅(qū)動(dòng)能力。

MAX1452包含PRT電流激勵(lì)電路(圖5)。此電路包括電流鏡像電路(T1和T2)