如何做四線(xiàn)傳感器的誤差補償？

采用雙阻性元件與四導線(xiàn)的電阻壓力傳感器廣泛用于各種壓力監控應用。當壓力升高時(shí)，一只電阻的阻值增加，另一只電阻則下降。用電阻傳感器做精確的測量需要補償線(xiàn)路電阻產(chǎn)生的損耗，尤其是當線(xiàn)路長(cháng)度達到數十米時(shí)。本例中補償方式的基礎是導線(xiàn)有相等的電阻：RL1=RL2=RL3=RL4=RL(圖1)。

圖1，測量電路測三個(gè)點(diǎn)的值，微控制器就可以計算出傳感器值。

微控制器或計算機可以通過(guò)傳感器元件RS1和RS2上的差分電壓，計算出傳感器的電阻。電阻RA、RREF和RB以及傳感器電阻限制通過(guò)RS1和RS2的電流。電路采用了AnalogDevices公司的AD7705ADC測量傳感器值，它有三個(gè)偽差分輸入端，提供16位分辨率。在本應用中，AD7705工作在緩沖模式下，即，輸入偏置電流小于1nA。在緩沖模式下，模擬輸入端可以承受大的源阻抗，但絕對輸入電壓值必須從地電平加50mV，直到漏-漏電壓減去1.5V。電阻RB提供一個(gè)輸入共模電壓。

測量取決于基準電阻RREF的值。要得到最高精度，RREF的公差必須為0.01%，并且必須有小的溫度系數。為避免傳感器的自發(fā)熱，應以脈沖方式提供激勵電流;軟件通過(guò)Q1控制脈沖的寬度。

AIN1+,AIN1-計算RL;

AIN2+,AIN2-計算RS2+RL;

AIN1-,AIN2-計算RS1+RS2+RL。

用減法就可以計算出電阻RS1和RS2。AD7705有一個(gè)用于放大小輸入信號的PGA(可編程增益放大器)。器件有自我校準和系統校準選項，消除了器件或系統中的增益誤差與偏移誤差。

壓力測量取決于電阻比，以及方程P=F(RS1/RS2,T)中的溫度。參數T是電阻傳感器溫度依賴(lài)性的一個(gè)補償系數，T=F(RS1+RS2)。