淺析壓力傳感器應用電路

前言

近幾年來，由于壓力傳感器的使用非常廣泛，它已受到越來越多的電子設備廠商親睞，很多朋友都想學習一些壓力傳感器應用電路知識以便對壓力傳感器（壓力傳感器工作原理）可以有個簡單的了解，現在關于壓力傳感器應用電路知識的書籍、論壇、教程等各式各樣。下面筆者以應變片式壓力傳感器（進氣壓力傳感器）為例，整理一些關于壓力傳感器應用電路的知識資料供大家學習和參考。

幾種不同的應變片式壓力傳感器應用電路

(1)應變片式壓力傳感器變換電路

應變片式壓力傳感器由于用途和壓力量程等的差異，故銷售產品有各種各樣的結構。例如，隔膜型構造的產品，感受壓力的膜片上粘貼應變片，檢測壓力使阻值發生變化。實際壓力傳感器是由應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是應變片電阻，通常為350調整電橋平衡電阻，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。為調整額定輸出的電阻，通常為數K。為輸入電阻值調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，需設計一個信號調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。

應變片式壓力傳感器變換電路

(2)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。

電橋平衡電路通常惠斯登電橋中，由于常這個數值有不可避免地會存在偏差，故在沒有加壓力的狀態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，則容許放大電路的輸入換的失調電壓溫度系數的一致性，這個數值是比較容易實現的。若輸出電壓為5V，則增益可600倍。為使輸出級和零位調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/電流轉換電路，還可以制4-20MA的電流傳輸型電路。

(4)應變片式壓力傳感器檢測電路

應變式壓力傳感器檢測電路及其測壓原理傳統的應變式壓力傳感器檢測電路如上圖所示。圖中凡是應變片，貼在受力的彈性體上，R。、Ri和R‘是固定電阻，共同構成檢測電路(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。

總結

壓力傳感器應用電路對壓力傳感器傳感技術有著重要的意義，前者是后者不斷更新的根本。本文以應變式壓力傳感器為例，對幾種不同的傳感器應用電路，即應變式壓力傳感器變換電路、電橋電壓電路、放大電路以及檢測電路作了簡單的分析介紹。