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    • 注册2008-06-26
    将压力转换为电信号输出的传感器
    通常把压力测量仪表中的[URL=http://www.800app.com/][U][COLOR=#0000ff]OA[/COLOR][/U][/URL]称为压力传感器。[URL=http://www.youtuo.net/][U][COLOR=#800080]压力传感器[/COLOR][/U][/URL]一般由弹性敏感元件和位移敏感元件或应变计)组成。弹性敏感元件的作用是使被测压力作用于某个面积上并转换为位移或应变,然后由位移敏感元件(见位移传感器)或[URL=http://www.youtuo.net/][U][COLOR=#800080]压力变送器[/COLOR][/U][/URL](见电阻应变计、半导体应变计)转换为与压力成一定关系的电信号。有时把这两种元件的功能集于一体,如压阻式传感器中的固态。压力是生产过程和航天、航空、国防工业中的重要过程参数,不仅需要对它进行快速动态测量,而且还要将测量结果作数字化显示和记录。大型炼油厂、化工厂、发电厂和钢铁厂等的自动化还需要将压力参数远距离传送(见遥测),并要求把压力和其他参数,如温度、流量、粘度等一起转换为数字信号送入计算机。因此是极受重视和发展迅速的一种传感器。的发展趋势是进一步提高动态响应速度、精度和可靠性以及实现数字化和智能化等。常用有电容式、变磁阻式(见变磁阻式传感器、[URL=http://www.youtuo.net/][U][COLOR=#800080]液位传感器[/COLOR][/U][/URL])、霍耳式、光纤式(见光纤传感器)、谐振式等。

    一、如何实现微弱信号放大? [URL=http://www.youtuo.net/][U][COLOR=#800080]液位变送器[/COLOR][/U][/URL]+运算放大器+ADC+处理器是运算放大器的典型应用电路,在这种应用中,一个典型的问题是传感器提供的电流非常低,在这种情况下,如何完成信号放大?张世龙指出,对于微弱信号的放大,只用单个放大器难以达到好的效果,[URL=http://www.youtuo.net/][U][COLOR=#800080]智能仪表[/COLOR][/U][/URL]必须使用一些较特别的方法和传感器激励手段,而使用同步检测电路结构可以得到非常好的测量效果。这种同步检测电路类似于锁相放大器结构,包括传感器的方波激励,电流转电压放大器,和同步解调三部分。他表示,[URL=http://www.youtuo.net/][U][COLOR=#800080]液位计[/COLOR][/U][/URL]需要注意的是电流转电压放大器需选用输入偏置电流极低的运放。另外同步解调需选用双路的SPDT模拟开关。 另有工程师朋友建议,在运放、电容、电阻的选择和布板时,要特别注意选择[URL=http://www.youtuo.net/][U][COLOR=#800080]温度传感器[/COLOR][/U][/URL]、低噪声运算和低噪声电阻。有网友对这类问题的解决也进行了补充,如网友“1sword”建议: 1)[URL=http://www.youtuo.net/][U][COLOR=#800080]防爆压力[/COLOR][/U][/URL]设计时注意平衡的处理,尽量平衡,对于抑制干扰有效,这些在美国国家半导体、BB(已被TI收购)、ADI等公司关于运放的设计手册中均可以查到。 2)推荐加金属屏蔽罩,将微弱信号部分罩起来(开个小模具),金属体接电路地,可以大大改善电路抗干扰能力。 3)对于传感器输出的nA级,选择输入[URL=http://www.youtuo.net/][U][COLOR=#800080]温度变送器[/COLOR][/U][/URL]的运放即可。如果对速度没有多大的要求,运放也不贵。仪表放大器当然最好了,就是成本高些。 4)若选用非仪表运放,反馈电阻就不要太大了,M欧级好一些。否则对电阻要求比较高。后级再进行2级放大,中间加入简单的高通电路,抑制50Hz干扰。

    二、运算放大器的偏置设置 在[URL=http://www.hai678.cn/][U][COLOR=#800080]牛股[/COLOR][/U][/URL]放在接成单电源电路时,工程师朋友在偏置电压的设置方面会遇到一些两难选择,比如作为偏置的直流电压是用电阻分压好还是接参考电压源好?有的网友建议用参考电压源,理由是精度高,此外还能提供较低的交流旁路,有的网友建议用电阻,理由是成本低而且方便,对此,张世龙没有特别指出用何种方式,只是强调双电源运放改成单电源电路时,如果采用基准电压的话,效果最好。这种基准电压使系统设计得到最小的噪声和最高的PSRR。但若采用[URL=http://www.hai678.cn/][U][COLOR=#800080]涨停板[/COLOR][/U][/URL],必须考虑电源纹波对系统的影响,这种用法噪声比较高,PSRR比较低。

    三、 如何解决运算放大器的零漂问题? 有网友指出,一般[URL=http://www.hai678.cn/][U][COLOR=#800080]黑马[/COLOR][/U][/URL]会接一级电荷放大器来实现电荷——电压转换,可是在传感器动态工作时,电荷放大器的输出电压会有不归零的现象发生,如何解决这个问题? 对此,网友“Frank”分析道,有几种可能性会导致零漂:1)反馈[URL=http://www.hai678.cn/][U][COLOR=#800080]股票行情[/COLOR][/U][/URL]特性不好,随电荷量的变化而变化;2)反馈电容两端未并上电阻,为了放大器的工作稳定,减少零漂,在反馈电容两端并上电阻,形成直流负反馈可以稳定放大器的直流工作点;3)可能挑选的运算放大器的输入阻抗不够高,造成电荷泄露,导致零漂。

    网友“camel”和“windman”还从[URL=http://www.hai678.cn/][U][COLOR=#800080]股票分析[/COLOR][/U][/URL]的角度对造成零漂的原因进行了详细分析,认为除了使干扰源漂移小以外还必须使传感器、缆线电阻要大,运放的开环输入阻抗要高、运放的反馈电阻要小,即反馈[URL=http://www.hai678.cn/][U][COLOR=#800080]股票市场[/COLOR][/U][/URL]的作用是为了防止漂移,稳定直流工作点。但是反馈电阻太小的话,也会影响到放大器的频率下限。所以必须综合考虑! 而嘉宾张世龙则建议,对于电荷放大器输出电压不归零的现象,一般采用如下办法来解决: 采用开关电容电路的技巧,使用CDS采样方式可以有效消除offset电压;2)采用同步检测电路结构,可以有效消除[URL=http://www.hai678.cn/][U][COLOR=#800080]股票知识[/COLOR][/U][/URL]。 溅射薄膜压力传感器的优势

    众所周知,压力敏感元件是压力传感器([URL=http://www.hai678.cn/][U][COLOR=#800080]股票信息[/COLOR][/U][/URL])的关键功能元件。压力能以各种方法测量,但关键的基本原理归结为两类: 1. 惠斯登电桥 配置于弹性膜片上的[URL=http://www.bjhxzdm.com/pro/type.asp?typeid=41][U][COLOR=#0000ff]伸缩门[/COLOR][/U][/URL],在压力作用下发生形变,有的 被拉伸,有的则被压缩。电阻尺寸的变化引起电阻值的变化。因此电桥产生差动输出信号,其值正比于施加的压力。 惠斯登电桥可由金属电阻或压阻材料构成,[URL=http://kk6y.com/][U][COLOR=#800080]电容[/COLOR][/U][/URL]电桥由于晶格掺杂效应以及机械变形,能提供较大输出信号。 金属电阻可采用多种技术将电桥固定于膜片之上。诸如粘接,硅/陶瓷融合,[URL=http://kk6y.com/][U][COLOR=#800080]电阻[/COLOR][/U][/URL]键合。 2. 电容式 人人无忧仪器网|力博网络|VPS 测量两片导电板的电容值,在压力作用下,导电板被迫挤合,使 电容值随压力的变化而变化。

    电容式压力传感元件采用[URL=http://kk6y.com/][U][COLOR=#800080]电容器[/COLOR][/U][/URL]技术由陶瓷构成,或将金属嵌入半导体层中。传感元件固定(融合)于金属/玻璃密封体或装入充油腔中。 所有的压阻和硅技术都存在因掺杂物质迁移和费米能级效应而引起漂移倾向。[URL=http://kk6y.com/][U][COLOR=#800080]三极管[/COLOR][/U][/URL]这些影响随着温度的升高而增大。 密封和充油隔离腔体由于热膨胀系数不同而引起不希望有的热稳定性问题。在工作温区内的温度非线性是一个大问题,工作温区的高端和低端因此受到限制。并且存在充油腔漏油的潜在[URL=http://kk6y.com/][U][COLOR=#800080]钽电容[/COLOR][/U][/URL],这也是不希望有的。 金属电阻的粘接或硅/陶瓷融合。无可避免的从原理上存在不稳定现象。英国Senstronics(赛士)公司的压力敏感元件采用溅射工艺,在压力介质直接作用的17-4PH不锈钢膜片上,以分子键合的方式制作出“微米”级的电阻膜。再经过微电子工艺制作出需要的惠斯登[URL=http://www.china-byt.com/][U][COLOR=#0000ff]展览公司[/COLOR][/U][/URL],组成全金属型敏感元件,无任何粘贴剂和活动件,无需密封腔和充油腔,因此具有适用恶劣环境和长期稳定性工作的特点。

    在现在压电效应也应用在液位计上,比如现在的压电陶瓷,包括钛酸钡压电陶瓷、PZT、铌酸盐系压电陶瓷、铌镁酸铅压电陶瓷等[URL=http://www.china-byt.com/zhantaisheji.htm][U][COLOR=#0000ff]展台设计[/COLOR][/U][/URL]。 压电效应是温度传感器的主要工作原理,压电传感器不能用于[URL=http://www.boylaser.com/jianjie.asp][U][COLOR=#0000ff]激光打码[/COLOR][/U][/URL],因为经过外力作用后的电荷,只有在回路具有无限大的输入阻抗时才得到保存。实际的情况不是这样的,所以这决定了压电传感器只能够测量动态的应力。 压电传感器主要应用在[URL=http://www.boylaser.com/jianjie.asp][U][COLOR=#0000ff]激光打码机[/COLOR][/U][/URL]等的测量中。温度变送器压电式加速度传感器是一种常用的加速度计。它具有结构简单、体积小、重量轻、使用寿命长等优异的特点。压电式[URL=http://www.boylaser.com/][U][COLOR=#800080]激光加工[/COLOR][/U][/URL]在飞机、汽车、船舶、桥梁和建筑的振动和冲击测量中已经得到了广泛的应用,[URL=http://www.boylaser.com/product.asp][U][COLOR=#0000ff]激光打标[/COLOR][/U][/URL]特别是航空和宇航领域中更有它的特殊地位。牛股压电式传感器也可以用来测量发动机内部燃烧压力的测量与真空度的测量。也可以用于军事工业,例如用它来测量枪炮子弹在膛中击发的一瞬间的膛压的变化和炮口的冲击波压力。它既可以用来测量大的压力,涨停板也可以用来测量微小的压力。 [URL=http://english.zdmt.cn/][U][COLOR=#0000ff]shearing machine[/COLOR][/U][/URL]也广泛应用在生物医学测量中,黑马比如说心室导管式微音器就是由压电传感器制成的,因为测量动态压力是如此普遍,所以压电传感器的应用就非常广。
    班主任之友感谢您的参与
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