ApplicationNote01压力传感器2SMPP-02的使用方法.pdf

Application Note 01 压力传感器 2SMPP-02 的使用方法 Copyright © 2012 OMRON Corporation. All Rights Reserved. 1 1.概要 本文档针对使用本公司表压型压力传感器(2SMPP-02)时所必需的连接方法、推荐电路实例进行说 明。图 1.1.为各种压力名称及其压力标准的示意图。表压型压力传感器的压力以大气压力为标准， 称为正压(大于大气压力)、负压(小于大气压力)。绝对压力表示以绝对真空为标准的压力。由于以 绝对真空为标准，因此可测量大气压力自身(仪表压力的标准)。所谓相对压力，是指以某种特定标 准压力为标准的压力变化。因此，如果以相对压力的标准设定大气压力，则与表压的含义相同。 图 1.1.基于标准压力的各种压力名称 2.压力检测原理 图 2.1.表示Piezo 电阻式压力传感器的概观示意图。所谓 Piezo 电阻，是指配置于被称为隔膜的 硅晶片上形成的 4 个圆板薄膜部(图a 的淡蓝色圆形)的电阻(截面图绿色部)。 图 2.1.Piezo 电阻式压力传感器示意图与隔膜变化的情况 Copyright © 2012 OMRON Corporation. All Rights Reserved. 2 该隔膜部分的上部承受大气压力(淡蓝色箭头)，下部承受测量对象压力。图b.中，在大气压力与 测量对象压力(绿色)相吻合的状态下，隔膜为非弯曲状态。图c.中，为大气压力小于测量对象压力 (粉色)的状态，隔膜为向上凸起的弯曲状态。此时，隔膜上表面的 Piezo 电阻因隔膜弯曲而导致失 真，电阻值发生变化。 以该Piezo电阻式压力传感器的电阻值变化为电压变化进行检测的情况如图2.2.所示。隔膜会在 压力的作用下弯曲，从而导致失真，各Piezo电阻R /R /R /R 的电阻值发生变化，输出电压V0 如式 1 2 3 4 1.1 所示。 图2.2左侧的Piezo电阻R/R /R /R 的箭头表示各电阻值增加、减少。此处假设R＝R ＝R ＝R ＝R ， 1 2 3 4 1 2 3 4 则可如式1.2所示，计算该输出电压V0。 在外加压力的作用下，隔膜失真增加，如式 1.1 所示的合成电阻值变为 R=R±⊿R。因此，可通过 供给恒定电流I，以电阻值变化量(⊿R)为电压变化量Vo进行检测(式 1.3)。 IccIcc 桥式输出电压(Vo)  R ⋅ R − R ⋅ R  V =  1⋅ 3 2 4 ⋅ I 0   ・・・1. 1 R1 R2 R1 + R 2 + R3 + R4 R1R1