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2007 NO.32
SCIENCE & TECHNOLOGY INFORMATION工 程 技 术
1 引言
传感器的应用遍及军事、科研、工业、
商业、交通、环保、医疗、卫生、气象、海洋、
航空、家用电器等各个领域和部门。它是生产
自动化、科学测试、计量核算、检测诊断等系
统中不可缺少的基础环节。今天,很难找到一
个科学领域或产业部门,能够完全脱离传感器
而存在。
由于传感器的使用,使生产过程的控制和
产品性能的检测才有保证。所以它是提高产
品竞争力的强有力手段,是获取经济效益的有
效途径。
传感器是将能够感受到的被测量按照一
定的规律转换成输出信号的器件或装置,通常
由敏感元件和转换元件组成,其中敏感元件是
指传感器中能直接感受或响应被测量(输入量)
的部分;转换元件是指传感器中能将敏感元件
感受的或响应的被探测量转换成适于传输或
测量的电信号的部分。
传感器种类繁多,有不同的分类方式,按
检测功能可分为温度、压力、湿度、流量、速
度、加速度、磁场、光通量等,其最常用的是
温度传感器、压力传感器和流量传感器。
2 应变片基本结构
应变片基本结构如图1所示,几十年来这
种构造几乎没有发生过原理性的变化。
一般用粘合剂将应变片贴在待测物体上,
压阻式传感器通常有四个应变片组成惠斯顿
电桥,将应变引起的电阻变化变换成电压变
化。
3 变送电路的设计
在传感信号的处理中,由于信号十分微弱
(mV)级,所以电路的设计对整个变送器的性能
十分重要。变送电路设计如图2所示,采用单
应变片压力传感器变送电路的设计①
夏义全 牟志平
(安徽建筑工业学院电子与信息工程学院 合肥 230601)
摘 要:电阻应变片压力传感器在实际工程中应用较广,本文采用XTR106芯片设计出低功耗、低漂移、低失调增益非线性可调的应
变片压力传感器的变送电路。
关键词:应变片 传感器 变送电路
中图分类号:TP212.12 文献标识码:A 文章编号:1627—3791(2007)11(b)-0059-01
①基金资助:安徽省教育厅自然科学项目(2006KJ035B)(2006KJ012C)
片集成电路、两线制、DC24V供电、4～20mA
输出方式。
(1)放大器要有低功耗、低漂移、低失
调、增益线性好的特点,才能对传感器的微弱
信号进行不失真的放大,保证测量数据的精
确。因此选用了XTR106作为该变送器的直
流放大器。
(2)整个电路由 +24V电压供电(通常有二
次仪表提供),同时利用二极管的单向导电性,
在输入电路中接入二极管D1以防止电源反接
而损坏元件。
(3)电容C2、C3的阻值均为0.01μF,
是传感器抗高频干扰电容,用以改善电路的抗
高频干扰性能。
(4)传感器的输出电压很小,且在没有外加
压力的时候,电桥间也有可能存在不平衡,所
以设计调零电阻Rz,使零负荷时输出为4mA。
(5)Rs为满度可调电阻,使满负荷时输出
为20mA。
(6)R3为非线性补偿电阻,K1为正或负非
线性选择开关。
4 结论
本文设计的应变片压力传感器的变送电
路,与以往传统的分立元件设计的变送电路相
比,具有体积小、集成度高、电路设计简
单、低功耗、低漂移、低失调、非线性可
调、抗干扰能力强等优点,在该领域具有实
际应用价值。
参考文献
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工业出版社,2003.
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and Astonautics,Cambridge,MA,1994.
图1 应变片基本结构
图2 变送电路原理图
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