1 工作原理

　　mpx2100有4個引腳,1腳接地,3腳加工作壓力,2腳和4腳之間輸出與壓力成正比的差模電壓信號。

　　mpx2100是一種壓阻式壓力傳感器,在硅基片上用擴散工藝制成4個電阻阻值相等的應(yīng)變元件構(gòu)成惠斯頓電橋。電橋有恒壓源供電和恒流源供電兩種供電方式。采用恒壓源供電的原理圖如圖1所示。

　　當(dāng)壓力傳感器受到壓力作用時,一對橋臂的電阻值增大δr,另一對橋臂的電阻值減少δr,電阻變化量δr與壓力成正比,即δr=kp,電橋輸出電壓uo=eδr/r=ek/rp,即電橋輸出電壓與壓力p成正比。

　　2 基于mpx2100的數(shù)字壓力計

　　mpx2100構(gòu)成的數(shù)字壓力計如圖2所示。mpx2100的工作電壓為12v,傳感器4腳和2腳之間輸出的壓力信號送到ic1、ic2進行放大,放大器的增益為140/rp1,ic1、ic2接成同相輸入阻態(tài),可以獲得儀器放大器所需的高輸入阻抗ic3是一個單位增益的差動放大器,通過它可以獲得較高的cmrr,ic4和rp2分壓電路構(gòu)成調(diào)零電路,rp1用來調(diào)節(jié)放大器電路的增益,以完成滿量程壓力時的顯示數(shù)字校準(zhǔn)。ic3輸出的電壓加在a/d轉(zhuǎn)換器ic5的模擬電壓輸入端31腳,并由ic5轉(zhuǎn)換成數(shù)字量以驅(qū)動led顯示器顯示壓力的大小。

　　3 電壓頻率變換電路

　　圖3所示是由mpx2100構(gòu)成的電壓頻率變換電路。該電路由放大和電壓頻率變換兩部分組成,并由一個4運放和一些電阻組成放大電路,它具有高差模增益和高共模抑制比,而且輸入阻抗高,可以調(diào)整電路的偏置。電路的差模放大主要由a1完成,a2用來防止運放的反饋電路流入傳感器的負端。在零壓力時,傳感器的2腳和4腳之間的電壓之差為零。如果2腳和4腳的共模電壓各為4v傳感器電源電壓的一半,則a1的1腳電壓也是4v,這樣,該電壓經(jīng)a3和a4路即可使其輸出為零壓力電壓。輸出端的零壓力偏置由r4和r12引入,調(diào)節(jié)r12可以設(shè)置偏置電壓。通過r7可選擇從13腳看過去的阻抗,通常為1kω。放大器增益av=r51r11/r10/r6=125。選擇增益為125可使傳感器的滿量程輸出擺幅在32mv時放大到4v的擺幅。

　　a3輸出端輸出的0.5～4.5v的電壓經(jīng)v/f變換后可輸出1～10khz的頻率。a3的8腳與ad654v/f變換器相連。其滿量程輸出頻率由r3、r13和c3決定,并可根據(jù)下式來計算：

　　fout滿量程=vin/10r3r15c3

　　為了獲得最好的性能,r3和r13的選擇應(yīng)使ad654的3腳在滿量程時有1ma的驅(qū)動電流。ad654的輸入級是一個運放,因此它的3腳和4腳電壓相等虛短,這樣在滿量程時,3腳的電壓為4.5v,r3r13約為4.5kω,因此,流過r3和r13的電流為4.5v/4.5k=1ma。也就是說,r3r13一旦給定,c3將決定v/f的滿量程輸出頻率。微調(diào)r13可實現(xiàn)滿量程頻率的調(diào)整。零壓力頻率的調(diào)整可通過調(diào)節(jié)r12來實現(xiàn)。頻率輸出的邊沿跳變速度可通過一個小信號fet反相器來提高bs107a,該電路的最后輸出與微控制器的計數(shù)器輸入兼容。

　　mpx2100半導(dǎo)體壓力傳感器可為壓力探測提供一種性價比高的可靠方法,因此,它將在諸多領(lǐng)域得到廣泛的應(yīng)用。

　　歡迎轉(zhuǎn)載,信息來自維庫電子市場網(wǎng)（

　　1 工作原理

　　m2100有4個引腳,1腳接地,3腳加工作壓力,2腳和4腳之間輸出與壓力成正比的差模電壓信號。

　　m2100是一種壓阻式壓力傳感器,在硅基片上用擴散工藝制成4個電阻阻值相等的應(yīng)變元件構(gòu)成惠斯頓電橋。電橋有恒壓源供電和恒流源供電兩種供電方式。采用恒壓源供電的原理圖如圖1所示。

　　當(dāng)壓力傳感器受到壓力作用時,一對橋臂的電阻值增大δr,另一對橋臂的電阻值減少δr,電阻變化量δr與壓力成正比,即δr=kp,電橋輸出電壓uo=eδr/r=ek/rp,即電橋輸出電壓與壓力p成正比。

　　2 基于m2100的數(shù)字壓力計

　　m2100構(gòu)成的數(shù)字壓力計如圖2所示。m2100的工作電壓為12v,傳感器4腳和2腳之間輸出的壓力信號送到ic1、ic2進行放大,放大器的增益為140/rp1,ic1、ic2接成同相輸入阻態(tài),可以獲得儀器放大器所需的高輸入阻抗ic3是一個單位增益的差動放大器,通過它可以獲得較高的cmrr,ic4和rp2分壓電路構(gòu)成調(diào)零電路,rp1用來調(diào)節(jié)放大器電路的增益,以完成滿量程壓力時的顯示數(shù)字校準(zhǔn)。ic3輸出的電壓加在a/d轉(zhuǎn)換器ic5的模擬電壓輸入端31腳,并由ic5轉(zhuǎn)換成數(shù)字量以驅(qū)動led顯示器顯示壓力的大小。

　　3 電壓頻率變換電路

　　圖3所示是由m2100構(gòu)成的電壓頻率變換電路。該電路由放大和電壓頻率變換兩部分組成,并由一個4運放和一些電阻組成放大電路,它具有高差模增益和高共模抑制比,而且輸入阻抗高,可以調(diào)整電路的偏置。電路的差模放大主要由a1完成,a2用來防止運放的反饋電路流入傳感器的負端。在零壓力時,傳感器的2腳和4腳之間的電壓之差為零。如果2腳和4腳的共模電壓各為4v傳感器電源電壓的一半,則a1的1腳電壓也是4v,這樣,該電壓經(jīng)a3和a4路即可使其輸出為零壓力電壓。輸出端的零壓力偏置由r4和r12引入,調(diào)節(jié)r12可以設(shè)置偏置電壓。通過r7可選擇從13腳看過去的阻抗,通常為1kω。放大器增益av=r51r11/r10/r6=125。選擇增益為125可使傳感器的滿量程輸出擺幅在32mv時放大到4v的擺幅。

　　a3輸出端輸出的0.5～4.5v的電壓經(jīng)v/f變換后可輸出1～10khz的頻率。a3的8腳與ad654v/f變換器相連。其滿量程輸出頻率由r3、r13和c3決定,并可根據(jù)下式來計算：

　　fout滿量程=vin/10r3r15c3

　　為了獲得最好的性能,r3和r13的選擇應(yīng)使ad654的3腳在滿量程時有1ma的驅(qū)動電流。ad654的輸入級是一個運放,因此它的3腳和4腳電壓相等虛短,這樣在滿量程時,3腳的電壓為4.5v,r3r13約為4.5kω,因此,流過r3和r13的電流為4.5v/4.5k=1ma。也就是說,r3r13一旦給定,c3將決定v/f的滿量程輸出頻率。微調(diào)r13可實現(xiàn)滿量程頻率的調(diào)整。零壓力頻率的調(diào)整可通過調(diào)節(jié)r12來實現(xiàn)。頻率輸出的邊沿跳變速度可通過一個小信號fet反相器來提高bs107a,該電路的最后輸出與微控制器的計數(shù)器輸入兼容。

　　m2100半導(dǎo)體壓力傳感器可為壓力探測提供一種性價比高的可靠方法,因此,它將在諸多領(lǐng)域得到廣泛的應(yīng)用。

　　歡迎轉(zhuǎn)載,信息來自維庫電子市場網(wǎng)（