壓力傳感器的接口電路中做好抗干擾的設(shè)計方案
凡是壓力傳感器接口電路都存在小信號處理問題,因為傳感器的輸出一般都是小信號,將其**的放大到所需要的信號(如0~5V),并能達到所需要的技術(shù)指標,就必須注意到電路圖上未表示出來的某些問題,即抗干擾問題,在進一步討論電路元件的選擇、電路和系統(tǒng)應(yīng)用之前,有必要進行討論。
干擾可粗略的分為3個方面:
局部產(chǎn)生(即不需要的熱電偶)。
子系統(tǒng)內(nèi)部的耦合(即地線的路徑問題)。
外部產(chǎn)生(即電源頻率的干擾)。
局部產(chǎn)生誤差的消除
在低電平測量中,對于在信號路徑中所用的材料必須給予嚴格的注意,在簡單的電路中遇到的焊錫、導(dǎo)線以及接線柱等都可能產(chǎn)生實際的熱電勢。由于他們經(jīng)常是成對出現(xiàn),盡量使這些成對的熱電偶保持在相同的溫度下是很有效的措施,為此一般用熱屏蔽、散熱器、沿等溫線排列或者將大功率電路和小功率電路分開等辦法,其目的是使熱梯度減小到*小,兩個不同廠家生產(chǎn)的標準導(dǎo)線的接點可能產(chǎn)生0.2/1V/℃的溫漂,這相當于高精度低漂移的運放管的溫漂,而為斬波放大器溫漂的兩倍。
外部和本機干擾的消除
交流信號可以通過分布電容和電感耦合到低電子模擬電路上,直流高壓經(jīng)過漏電導(dǎo)可以耦合到高阻抗的輸入端,這些都可能引入干擾,通過適當?shù)牟季衷?,屏蔽和防護可以消除這些干擾。
元件的適當布局包括在高能量和低能量之間以及數(shù)字電路和模擬電路之間保持盡可能大的距離,而在地線之間的連線要求盡可能短。
屏蔽包括靜電和電磁屏蔽。電源變壓器產(chǎn)生的干擾場是熟知的,而且是不好說明的干擾源,可以采用屏蔽式變壓器或者將電源放到遠離高敏感電路的地方。但同一電路既需要靠近變壓器中心抽頭以達到高質(zhì)量的接地,又可能受到強磁場干擾,必要時要通過試驗的方法來確定合理布局。
對于50HZ電源的靜電和電磁干擾可以采取使環(huán)路面積減到*小,或者使用雙絞線以及在低頻電路中限制頻帶等方法控制。
總之,接口電路的防干擾問題是得到高質(zhì)量信號的重要措施之一,傳感器的輸出信號越低,接口電路的放大元件的選擇,以及防干擾措施要求越嚴格,但要求傳感器的信號大,又會影響傳感器輸出的非線性等特性,這是矛盾的。在實際運用中應(yīng)考慮在線性度允許的條件下,盡可能地提高傳感器的輸出靈敏度,包括提高橋壓等措施,一般情況下傳感器的輸出靈敏度可達到1~3mV/V,不希望以降低傳感器的靈敏度來換取接口的其他技術(shù)指標的提高。