壓力傳感器應(yīng)用電路對壓力傳感器傳感技術(shù)有著重要的意義,前者是后者不斷更新的根本。本文主要介紹了應(yīng)變式壓力傳感器的應(yīng)用。
?。?)應(yīng)變片式壓力傳感器檢測電路
應(yīng)變式壓力傳感器檢測電路及其測壓原理傳統(tǒng)的應(yīng)變式壓力傳感器檢測電路如上圖所示。圖中凡是應(yīng)變片,貼在受力的彈性體上,R。、Ri和R‘是固定電阻,共同構(gòu)成檢測電路(惠斯登電橋)的四個臂。VCC1為供橋工作電源電壓。其工作原理是,當彈性體受到拉力或壓力時,貼在其上的工作應(yīng)變片電阻值改變,因而引起檢測橋輸出電壓變化。通過測量檢測橋的輸出電壓就可知彈性體受力情況如何。
?。?)應(yīng)變片式壓力傳感器電橋電壓電路
電橋電壓電路圖1中若A端加正電壓,C端加負電壓,則D端可得正輸出電壓,而B端可得負輸出電壓。由于輸出電壓與電橋電壓成正比,所以,若增加電橋電壓,放大電路本身長的漂移增大,受應(yīng)變片允許功耗的限制。因此,電橋電壓以不超過6V為宜。 電橋平衡電路通?;菟沟请姌蛑校捎诔_@個數(shù)值有不可避免地會存在偏差,故在沒有加壓力的狀態(tài)下就有輸出電壓存在,通左右。采用上圖所示的簡單電路,即可進行零位調(diào)整,但這樣會影響溫度特性,所以必須用壓力校正裝置和恒溫槽等以保證正確的特性。
(3)應(yīng)變片式壓力傳感器變換電路
應(yīng)變片式壓力傳感器由于用途和壓力量程等的差異,故銷售產(chǎn)品有各種各樣的結(jié)構(gòu)。例如,隔膜型構(gòu)造的產(chǎn)品,感受壓力的膜片上粘貼應(yīng)變片,檢測壓力使阻值發(fā)生變化。實際壓力傳感器是由應(yīng)變片連成的惠斯登電橋,如圖1所示,其中加入了各種補償電阻。R1-R4是應(yīng)變片電阻,通常為350調(diào)整電橋平衡電阻,它是零位溫度特性的補償電阻,通常小于1。為補償靈敏度溫度特加入的。為調(diào)整額定輸出的電阻,通常為數(shù)K。為輸入電阻值調(diào)整用壓力傳感器進行測量和控制壓力,電橋的輸出電壓僅為MV級,難以直接使用,需設(shè)計一個信號調(diào)理電路對傳感器信號進行處理放大。信號處理放大電路如圖形控制所示。
(4) 應(yīng)變片式壓力傳感器放大電路
采用上述輸出電壓靈敏度為出電壓)為:壓力傳感器,且電橋電壓為5V,此時放大電路的輸入電壓(即電橋輸如周圍環(huán)境溫度變化算成漂移為。通過選擇時,使輸出電壓和的變化控制在額定輸出以內(nèi),則容許放大電路的輸入換的失調(diào)電壓溫度系數(shù)的一致性,這個數(shù)值是比較容易實現(xiàn)的。若輸出電壓為5V,則增益可600倍。為使輸出級和零位調(diào)整電路的漂移影響變小,則必須使初級分擔的增益增大。上圖是應(yīng)變片式壓力傳感器放大電路的實例。在檢測壓力時,因負壓為,所以,根據(jù)使用目的,也可以使用單一電另外,若在輸出級的后面附加電壓/電流轉(zhuǎn)換電路,還可以制4-20MA的電流傳輸型電路。