壓力傳感器和惠斯頓電橋的介紹

隨著社會(huì)的發(fā)展，***近幾年，所有的傳感器都發(fā)生了很大的變化，這里主要講述下壓力傳感器。跟以前的傳感器比較起來(lái)，現(xiàn)在產(chǎn)品的技術(shù)更加的成熟，測(cè)量數(shù)據(jù)更加的穩(wěn)定，測(cè)量精度更加的高。之前很多的傳感器使用起來(lái)比較復(fù)雜，因此專家需要花更多的心思到調(diào)節(jié)電路上面，發(fā)覺(jué)開(kāi)發(fā)這些電路有很大的難度?？墒堑搅爽F(xiàn)在，專家們只需要利用一些基礎(chǔ)知識(shí)，同時(shí)應(yīng)用一些新的在線傳感器設(shè)計(jì)工具，這樣就可以解決很多之前一直都解決不了的問(wèn)題。

現(xiàn)在傳感器在市場(chǎng)上已經(jīng)隨處可見(jiàn)，下面介紹一下基于惠斯頓電橋的壓力傳感器。

現(xiàn)在越來(lái)越多的測(cè)量壓力的傳感器都應(yīng)用微機(jī)電系統(tǒng)技術(shù)實(shí)現(xiàn)的，它是由四個(gè)利用了惠斯頓電橋的相關(guān)結(jié)構(gòu)連合起來(lái)的壓敏電阻組合而成的。如果傳感器沒(méi)有受到壓力的作用的時(shí)候，惠斯頓電橋中的四個(gè)電阻值都是相同的。可是一旦有外力作用到電橋上面的時(shí)候，兩個(gè)相向的電阻值就會(huì)變大，而剩下兩個(gè)電阻值就會(huì)相應(yīng)地變小，而變大和變小的電阻值是一樣的。

實(shí)際上，事情并沒(méi)有想象中的那么簡(jiǎn)單。因?yàn)閴毫鞲衅饔性鲆婧推普`差存在。增益誤差其實(shí)就是相對(duì)于增加到傳感器上的外力來(lái)說(shuō)，傳感器輸出的敏感程度。而偏移誤差就是指當(dāng)傳感器沒(méi)有受到外力作用的時(shí)候，傳感器輸出還是存在的。典型傳感器通常要求激勵(lì)電壓為五伏，還需要具備20mV/V的標(biāo)稱滿刻度輸出。激勵(lì)電壓為5V的時(shí)候，標(biāo)稱滿刻度輸出就是：5V×20mV/V=100mV。

偏移電壓有可能是二毫伏，或者說(shuō)是滿刻度的百分之二；***大和***小的滿刻度輸出電壓就有可能是150mV和50mV，或者說(shuō)是標(biāo)稱滿刻度的正負(fù)50%。

如果把兩個(gè)電阻串聯(lián)起來(lái)組成電阻串，那么它們就是等值電阻。這兩個(gè)電阻間的節(jié)點(diǎn)電壓大小就是電阻串電壓的百分之五十。當(dāng)其中的一個(gè)電阻值增加1%的時(shí)候，另一個(gè)電阻值就相應(yīng)地減小1%，而這兩個(gè)電阻間的節(jié)點(diǎn)電壓也會(huì)發(fā)生1%的變化。但是如果將兩個(gè)電阻串并聯(lián)起來(lái)的話，左上方、左下方、右上方和右下方各一個(gè)電阻。那么左下方以及右下方的電阻值都會(huì)減少1%，而另外的兩個(gè)電阻值相對(duì)應(yīng)地增加1%，而兩個(gè)中點(diǎn)間電壓一開(kāi)始為0，可是這個(gè)時(shí)候會(huì)改變2%。而具有兩個(gè)并行的分支這個(gè)裝配的就是所說(shuō)的惠斯頓電橋。

當(dāng)對(duì)偏移和傳感器輸出電壓和壓力間的真正的關(guān)系不清楚的話，那么就只可以大概地估量壓力傳感器受到的壓力大小。這就是說(shuō)，要使精度更加的好，就需要使用校準(zhǔn)的辦法。隨著時(shí)間的變化，提供給傳感器的滿刻度和偏移的誤差的變化也比較穩(wěn)定，所以，如果傳感器經(jīng)過(guò)校準(zhǔn)之后，在使用壽命期間，傳感器就可能不再需要更換校準(zhǔn)系數(shù)，但是還是可以滿足精度的要求。但是，不改變校準(zhǔn)系數(shù)并不意味著不再進(jìn)行校準(zhǔn)的操作。在每一次的上電之前，還是需要校準(zhǔn)系統(tǒng)的。