電子設計基礎:電阻電橋基礎(二)
從7出發(fā),將其中的VB用IB × RB來(lái)代換,即可得到圖4電路中的ADC輸出方程??傻玫焦?,其中,RB是電橋的輸入電阻,IB是流經(jīng)電橋的電流。
D = (IB × RB/VREF) × ?(p,t) × FS × K(式9)
圖5電路能夠提供與圖4電路相同的性能,而不需要電流源或電壓參考。這可以通過(guò)比較兩個(gè)電路的輸出來(lái)說(shuō)明。圖5中的ADC輸出可由式7出發(fā)得到,將其中的VB和VREF替代為相應的表達式即可。結果如式10:
重復式7: D = (VB/VREF) × f(p,t) × FS × K
對于圖5電路: VB = VDD × RB/(R1 + RB)
和VREF = VDD × R1/(R1 + RB)
將它們代入等式7可得到式10:
D = (RB/R1) × ?(p,t) × FS × K(式10)
如果選擇R1等于VREF/IB,那么式9和式10是完全相同的,這就表明,圖5電路也會(huì )得出和圖4電路相同的結果。為了得到相同的結果,R1必須等于VREF/IB,但這不是溫度補償所要求的。只要RB乘以一個(gè)溫度無(wú)關(guān)的常數,就可以實(shí)現溫度補償。R1可選擇最適合于系統要求的電阻值。
當使用圖5電路時(shí),要記住ADC的參考電壓隨溫度變化。這使得ADC不適合用來(lái)監測其它系統電壓。事實(shí)上,如果需要進(jìn)行溫度敏感測量來(lái)實(shí)現額外的補償,可以使用一個(gè)額外的ADC通道來(lái)測量供電電壓。還有,在使用圖5電路時(shí),必須注意要確保VREF位于A(yíng)DC的規定范圍之內。
結論
硅壓阻式應變計比較高的輸出幅度使其可以直接和低成本、高分辨率Σ-Δ ADC接口。這樣避免了放大和電平移位電路帶來(lái)的成本和誤差。另外,這種應變計的熱特性和ADC的比例特性可被用來(lái)顯著(zhù)降低高精度電路的復雜程度。
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