【技术贴】怎样对压力传感器进展高精度校准？.docx

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1、【技术贴】怎样对压力传感器进展高精度校准？【技术贴】怎样对压力传感器进展高精度校准？ 网络转载 导语：压力传感器是现实生活中最为常用的一种传感器，其广泛应用于各种工业控制，汽车电子，医疗设备，本文主要针对应变电阻惠斯通电桥式传感器的消费标定做出扼要讲明，仅供压力传感器工程人员参考。 压力是现实生活中最为常用的一种传感器，其广泛应用于各种工业控制，汽车电子，医疗设备，本文主要针对应变电阻惠斯通电桥式传感器的消费标定做出扼要讲明，仅供压力传感器工程人员参考。 特性 图1为直流电桥，当前输出电阻无限大时，那么前桥的输出可简化如下： 图2左为xxx型输出特性曲线。分别为在-40，0，25以及85温度环

2、境中测试电桥在不同压力下输出。实际应用中我们往往期望传感器输出与温度无关且线性，如图2右。受限于MEMS设计制作工艺、材料物理特性等，MEMS传感器本身很难到达理想要求，实际应用中往往需在MEMS后端参加信号调理芯片对其进展校准。 由图2可看出输出不理想因素主要有：零点漂移offset，灵敏度Sensitivity，以及其非线性Nonlinearity。其中零点漂移offset和灵敏度Sensitivity均受温度影响，即表达为温度系数。可分别由如下公式表示： 公式1为理想输出特性，而实际传感器特性那么需借助于公式2，3，4分别对非线性Nonlinearity，零点漂移offset，灵敏度漂移

3、Sensitivity进展描绘。 Vout:引入温漂、非线性后的传感器输出 V0：非线性拟合多项式展开基准点 kn：n阶非线性系数 Tstand：多项式拟合温度基准点 tcn：零点漂移offsetn阶温度系数 tsn：灵敏度Sensitivityn阶温度系数 信号调理芯片介绍 传感器信号调理芯片通常可以提供对前端传感器收集数据进展放大、校准和温度补偿的功能，进而使得传感器器件具有稳定可靠进展工作，并且使得器件之间具有良好的一致性。除使用集成式的信号调理芯片外，传统方案也可以使用外围分立电路来实现传感器的校准与标定，但效率低下，且效果依靠于人工与经历，不适于规模消费。而通过信号调理芯片的使用，可

4、以免除手工校准的繁杂工作，并且进步传感器器件的可靠性。常见的桥式信号调理芯片型号包括德国ZMDI公司的ZSC31010，美国美信公司的MAX1452，以及苏州纳芯微电子公司的NSA2300。接下来本文将以NSA2300为例介绍信号调理芯片对传感器进展校准的相关讲明。NSA2300为一款专为桥式传感器提供的高集成、低功耗、高精度的传感器信号收集、放大和校准的传感器接口芯片，可以用于压力传感器调理，磁传感器调理，各类应变式传感器接口等。NSA2300可为传感器提供零点偏移及其温度补偿，灵敏度及其温度补偿以及非线性补偿，不需要其他额外的外部器件支持。NSA2300还提供多种温度测量形式，同时支持I2

5、C/SPI数字输出和模拟输出，并可通过复用模拟输出引脚AOUT进展单线数字通讯OWI。 主要性能指标： 1、超宽的工作电压范围：1.8V5.5V 2、超宽的工作温度范围:-40125 3、同时支持24位ADC数字输出和12位DAC模拟输出 4、优秀的噪声性能：600nVOSR=1024X,Gain=32X等效到输入噪声 5、校准精度：0.05%FSO同时支持二阶温度系数、三阶非线性校准 6、超快转换时间：2msOSR=1024X 7、支持休眠工作形式，大幅减轻MCU负担 8、1X-128X可变增益的低噪声放大器 9、支持传感器诊断及输出箝位功能 10、高精度内部温度传感器绝对精度 0.5，分辨率 0.01 11、支持多种外部温度传感器二极管，二端、三端热敏电阻等 12、支持I2C/SPI串行通讯接口 13、支持单线编程复用模拟输出引脚 NSA2300校准原理： NSA2300可分别对零点漂移offset，灵敏度Sensitivity校准至二阶温度系数，以及三阶非线性系数。