压力传感器输出端电桥(压力传感器电桥电路)

海潮机械 2023-03-11 08:07 编辑:admin 112阅读

一、进气压力传感器惠斯通电桥原理?

惠斯通电桥执行类似的功能,可用于静态和动态信号。惠斯通电桥功能的最佳可视化是将其看作连接到公共电压源的两个简单的分压器。如果这些分压器中的电阻值相等,则每个分压器中点的电压将相等。连接在这两个点之间的DC电压表将指示零电压,即使两个点都处于1/2激励电压的电压电位。组成分压器的任何一个电阻器的小变化将导致分压器的相对变化。

并在电压表上显示。由于在这些点仅存在应变产生信号,所以可以安装DC放大器代替电压计,并且产生高电平信号,而不管在这两个点处存在的大共模电压。

如果惠斯通电桥电路由4个相等电阻的应变计组成,这些应变计是无应变的,则称该桥为“平衡”,并且在桥输出端子处不存在输出电压。作为应变计的结构加载电阻,电阻增加或减小,导致电桥变得不平衡并产生成比例的信号。根据桥中每个量计的位置,电阻变化将从输出信号增加或减少。

二、为什么压阻式传感器采用恒流源电桥?

当传感器处在压力介质中时,介质压力作用于波纹膜片上,其中的硅油受压,硅油将膜片的压力传感给半导体芯体。受压后其电阻值发生变化,电阻信号通过引线引出。不锈钢波纹膜片壳体感受压力并保护芯体,因而压阻式压力传感器能在腐蚀性的介质中感应压力信号。

压阻式压力传感器一般通过引线接入惠斯登电桥中。平时敏感芯体没有外加压力作用,电桥处于平衡状态(称为零位),当传感器受压后芯片电阻发生变化,电桥将失去平衡。若给电桥加一个恒定电流或电压电源,电桥将输出与压力对应的电压信号,这样传感器的电阻变化通过电桥转换成压力信号输出。

出现在大部分压力传感器用制造集成电路的方法,形成四个电阻值相等的电阻条,并将它们连接刻制成惠斯登电桥。惠斯登电桥采用恒流供电,这样电桥的输出不受温度的影响,惠斯登电桥检测出电阻值的变化,经过差分一化放大器,输出放大器放大后,再经过电压电流的转换,变换成相应的电流信号,该电流信号通过非线性校正环路的补偿,即产生了输入电压成线性对应关系的4~20mA的标准输出信号。

三、共轨压力传感器内部构造?

共轨压传感器是由硅膜片、电桥、放大电路三部分组成。

当轨内的压力导致硅膜片形状变化时(近似于在150MPa时1mm),连接于膜片的电阻层阻值也将改变,改变的电阻值将引起通过5V电桥(慧斯登电桥)输出端电压变化,通过放大电路的处理,使新号端输出的电压在0-5V之间变化,ECU便根据此电压计