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电路笔记:低功耗、温度补偿式电桥信号调理器和驱动器

ADI?? 2015年07月07日 ?? 收藏1

基准电压缓冲器

AD7793产生的210 μA激励电流通过5 kΩ电阻,如图4所示。这将产生1.05 V基准电压,然后由ADA4096-2缓冲。缓冲器的输出驱动AD7793和AD8420的基准电压源。 该电路是比率式,因此,5 kΩ电阻上的电压变化(由AD7793产生的210 μA激励电流的5%容差导致)所引起的误差非常小。 该缓冲基准电压还驱动放大器以设置桥式传感器的电压驱动(参见图2)。

图4. 基准电压产生
图4. 基准电压产生

ADC通道1配置: 桥式传感器

AD7793的通道1测量AD8420的桥式传感器输出。外部VREF (1.05 V)用作基准电压,因此,AD7793的输入电压范围是±1.05 V,以+1.05 V共模电压为中心。

ADC通道2配置: 温度传感器

AD7793的第二通道监控电阻温度检测器(RTD)上产生的电压,该RTD由210 μA激励电流驱动,如图5所示。

尽管100 Ω铂RTD十分常见,但也可指定其他电阻(200 Ω、500 Ω、1000 Ω等)和材料(镍、铜、镍铁)。 本应用采用100 Ω DIN 43,760 A类RTD。

图5. 利用开尔文或4线Pt RTD连接提供高精度
图5. 利用开尔文或4线Pt RTD连接提供高精度

图5所示的4线(开尔文)连接可消除RTD引脚电阻效应。 注意:利用链路P3和链路P4,也可以使用2线、3线或4线配置,如表2所示。

表2. RTD连接的链路配置

如果不需要温度补偿,可利用链路P9旁路RTD。

输出编码

任一通道上输入电压的输出代码为:

输出编码

其中:

AIN = AIN(+) – AIN(-) = AIN(+) – VREF

Gain为PGA增益设置,N = 24。

电源电压要求

为使电路正常工作,电源电压VCC必须大于6 V,以便为桥式传感器提供最低5 V驱动。

系统校准

有多种方法可执行压力传感器温度校准。 本应用采用四点校准程序。 Silicon Microstructures, Inc.(位于美国加利福尼亚州苗必达市)的AN13-01(恒定电压下MEMS压力传感器的主动温度补偿和校准)为校准程序提供了很好的参考。

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