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压力传感器低频噪声的主要来源-利来app官网

2017-10-09

      压力传感器不管我们在日常使用中如何细心的保养但是在使用中可能还会碰到一个问题那就是噪音问题。对于压力传感器低频噪声主要是由于内部的导电微粒出现不连续而导致的。特别是对于碳膜电阻,它的碳质材料内部往往会存在很多微小颗粒,颗粒之间是不连续的,在电流流过期,会使电阻的导电率发生变化引起电流的变化,产生类似接触不良的闪爆电弧。

    对于半导体器件产生的散粒噪声,主要是由于半导体pn结两端势垒区电压的变化引起累积在此区域的电荷数目改变,从而显现出电容效应。当正向电压减小时,它又使电子和空穴阔别耗尽区,相称于电容放电。当外加反向电压时,耗尽区的变化相反。当电流流经势垒区时,这种变化会引起流过势垒区的电流产生微小波动,从而产生电流噪声。一般在压力传感器电路板上的电磁元件,如果产生干扰很多电路板上都有继电器、线圈等电磁元件,在电畅通流畅过期其线圈的电感和外壳的分布电容向附近辐射能量,其能量会对附近的电路产生干扰。像继电器等元件其反复工作,通断电时会产生瞬间的反向高压,形成瞬时浪涌电流,这种瞬间的高压对电路将产生极大的冲击,从而严峻干扰电路的正常工作。

   电阻的干扰主要是来自于电阻中的电感、电容效应和电阻本身的热噪声。例如一个阻值为r的实芯电阻,可等效为电阻r、寄生电容c、寄生电感l的串并联。目前我们还没有很好的办法解决压力传感器的噪音问题,我们只能尽量减少它给传感器带来的危害。在很多传感器都是采用电流信号输出,比如压力传感器,温度传感器,角度传感器,位移传感器等。电流输出型变送器的输出范围常用的有0~20ma及4~20ma两种,电流变送器输出最小电流及最大电流时,分别代表电流变送器所标定的最小及最大额定输出值。电流传感器输出有很多优点,电流信号输出我们后续应该连接什么设备呢?对于输出0~20ma的变送器,在电路设计上我们只需选择合适的降压电阻,在a/d转换器输入接口直接将电阻上的0-5v或0-10v电压转换为数字信号即可,电路调试及数据处理都比较简单。但劣势是无法判别变送器的损坏,无法辨别变送器输出开路和短路。对于输出4~20ma的变送器,电路调试及数据处理上都比较烦琐。但这种变送器能够在变送器线路不通时,短路时或损坏时通过能否检测到正常范围内的电流,来判断电路是否出现故障,变送器是否损坏,因此得到更为广泛普遍的使用。

      由于4~20ma变送器输出4ma时,在取样电阻上的电压不等于0,直接经模拟数字转换电路转换后的数字量也不为0,单片机无法直接利用,通过公式计算过于复杂。因此一般的处理方法是通过硬件电路将4ma在取样电阻上产生的电压降消除,再进行a/d转换。这类硬件电路首推rcv420,是一种精密的i/v转换电路,还有应用lm258自搭的i/v转换电路,这个电路由两线制电流变送器产生的4~20ma电流与24v以及取样电阻形成电流回路,从而在取样电阻上产生一个1-5v压降,并将此电压值输入到放大器lm258的3脚。

      电阻分压电路用来在集成电路lm258的2脚产生一个固定的电压值,用于抵消在取样电阻上4ma电流产生的压降。所以当两线制电流变送器为最小值4ma时,lm258的3脚与2脚电压差基本为0v。lm258与其相连接的电阻构成可调整电压放大电路,将两线制电流变送器电流在取样电阻上的电压值进行放大并通过lm258的1脚输出至模拟/数字转换电路,供单片机cpu读入,通过数据处理方法将两线制电流变送器的4-20ma电流在lcd/led屏幕上以0-100a值的形式显示出来。

      对传感器规定了许多技术要求,有对所有传感器普遍适用的要求,也有只对特定类型传感器适用的特殊要求。传感器的工作原理和结构在不同场合均需满足如下要求:高灵敏度,抗干扰性,线性,校淮的实用性,高精度,高可靠性,无迟滞性,耐用性好,可重复性,抗老化,响应速率高,抗环境影响能力强,可选择性,安全性,互换性,低成本,测量范围宽,体积小等。
 

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