新闻中心

创新、诚信、务实、高效

新闻中心
联系我们

上海金沙江路3131创意园10号楼202室

英文

024-23609806 024-23609560

传真:021-38686488

行业要闻
您的位置:主页 > 新闻中心 > 行业要闻 >
一种阻性传感器调理及处理电路的研究
发布时间:2017-02-10 11:23 来源:欧姆龙 阅读:
在机弹载设备和工业控制领域中,有大量的测量压力、温度、流量的阻性传感器,它们将压力、温度、流量等物理量转换为与之对应的电阻,测量设备或计算机通过测量电阻,即可计算推导出相对应的物理量。本文从阻性传感器的功能原理出发对常用阻性传感器处理电路进行对比分析,最后介绍一种新型的国产阻性传感器芯片HKA2910,归纳总结出国产阻性传感器的使用优势及国防意义。

1 阻性传感器处理电路实现的功能

一般阻性传感器处理电路主要实现以下功能:    

(1)信号放大功能。传感器在测量数据时,根据电阻阻值变化获得的测量信号及其微弱,经过信号放大后才利于后端计算机采集。

(2)校准及补偿功能。传感器在采集数据时,会受外部环境变化的影响,所获得的测量信号会发生偏移,不能准确地表观测量数据的变化特性,通过校准和补偿功能可将外部环境带来的影响弱化,确保传感器测量数据的准确性。

(3)A/D转换采集功能。采集计算机通过A/D对传感器测得的数据进行采集,A/D的转换速率和位数范围决定传感器测得的数据的精确性及实时性。

2 国内阻性传感器调理接口电路的原理及实现

阻性传感器的自动测量,从理论上说有恒流源测量法和惠斯通电桥法两种。下面分别对两种处理方法进行描述。

2.1 恒流源测量法    

恒流源测量法是通过在传感器中增加电阻的方式来实现。具体原理为:传感器中增加测量电阻,并在测量电阻两端加上恒定电流的激励,电阻两端会产生电压,该电压随着被测电阻的变化而变化。

测量电压通过欧姆定律:R=U/I,可以计算出电阻R的值,然后通过被测物理量与电阻R的对应关系进一步计算出被测物理量。其测试原理框图见图1。


2.1.1 恒流源产生电路    

为了减小电流流过被测电阻产生的热量而导致被测电阻阻值的变化,设计时需要尽量减小流过电阻的恒定电流值,一般该电流值选取0.5 mA左右。恒流源的产生电路由精密参考源、运放和高精度电阻组成,其原理图见图2。

计算机内的电压测量电路是整个测量系统的关键,在调理电路前要进行共模和差模滤波,减小系统中的高频干扰。

 

为了增大测量电路的输入阻抗,减小测量电路对被测电路中电流的分流,输入放大器选用仪表运放进行电压放大,之后经过多路器选择,A/D转换器和数据隔离驱动连接计算机内部数据总线

恒流源法测量电阻的优点是恒流源激励电流产生简单,被测电阻值与采集的电压是线性关系;缺点是为了去除掉激励电流线缆上的阻抗,一般要用四线测量法,导致所用线缆较多,增加了系统的重量;同时激励电流又不能太小,否则会导致传感器自发热,增大误差。惠斯通电桥可以很容易地对被测传感器进行测量。优点是电压源、桥臂上的电阻比较容易获取,精度也有保证,而且电压源、桥臂上的电阻可以和传感器分离放置在计算机内;缺点是整个电路的温漂比较大,影响系统精度。

由于传感器一般放置在现场,环境往往比较恶劣,其温度可以从-50 ℃~70 ℃,被测传感器的电阻阻值不仅随被测物理量的变化而变,也会受到现场温度的影响,导致系统误差变大。因此,如何减小传感器的温漂成为提高系统精度的关键。

解决温漂问题的方法是将整个电桥搭建在传感器内,然后在传感器内设置温度传感器,对电桥在每个温度点进行电压漂移标定,然后将标定值记录在存储器中,传感器在使用中,通过叠加校正电压,在电桥中点的输出电压中将漂移电压去掉,从而大大提高系统精度[4]。如果通过分立器件搭建电路,整个系统会比较复杂,成本比较高。


乐利(中国)有限公司 ICP备案编号:沪ICP备12040820  

电话:400-995-9955 021-3868-8888 传真:021-3868-6488

友情链接: 静音式发电机组 | 波形护栏 | 杭州装修网 | 香丹清效果怎么样 | 巴西比戈 | 空气能热水器 | 合肥装修网 | 电动葫芦 | IPSA官网 | 科威电工 | 软起动 | 走刀式分板机 |