《电气测试技术第5版》 课件 第4章 微型化和智能化传感器.ppt

*4.3.4频率输出型压阻式集成压力传感器图4-14频率输出型压阻集成传感器*4.3.5集成压力传感器MPX3100该传感器将压敏电阻、补偿电路、基准电压源和信号调理电路集成在同一芯片上，其剖面图见图4-15a；敏感元件的符号和引脚功能见图4-15b。该传感器的敏感元件为单个X型压敏电阻，它的工作原理是利用单片硅压敏电阻产生随被测压力而变化的输出电压。图b中，3、1脚接激励电压；2、4脚为输出电压。图4-15MPX3100传感器的结构a）剖面图b）敏感元件的符号*MPX3100传感器电路原理该传感器的电路原理见图4-16。图中，A1用于补偿压力传感器的零位温漂，并起提高输入阻抗作用。A2将差分输入转换成单端对地输出，并起阻抗变换作用。A3为精密基准电压源，其作用是校准传感器零位输出电压。A4是电压放大器，其增益由经激光修整的精密电阻来校准。该传感器的测量范围为0~0.1MPa，输出电压为（0.5~2.5）V。图4-16MPX3100传感器电路原理*4.3.6MPX7000系列压力变送器该系列压力变送器为DC4~20mA输出的二线制变送器，传输距离达50m以上，负载电阻为150～400，可与DDZ-III调节器组成自动控制系统。该系列变送器具有温度自动补偿，线性度好，灵敏度高，重复性好和精度高的特点。该变送器采用X型压敏电阻作为压力检测元件，其符号及引脚功能见图4-15b，再配接运放A组成。其电路原理见图4-17。图4-17MPX7000系列压力变送器原理图*4.3.7扩散硅差压变送器扩散硅差压变送器检测元件的结构见图4-18a。整个检测元件由两片研磨后胶合而成（即硅杯）的硅片组成。在硅杯上制作压阻元件，利用金属丝将压阻元件引接到印刷电路板上。再穿过玻璃密封引出。硅杯两面浸在硅油中，硅油与被测介质间有金属隔离膜分开。被测差压引入测量元件后，通过金属膜片和硅油传递到硅杯上，压阻元件的电阻值发生变化。图4-18扩散硅差压变送器原理a）传感器结构b）电路原理*Thankyou！4.4电容式微型传感器4.4.1集成（IC）电容式加速度传感器ADXL504.4.2电容式数字输出压力变送器4.4.1集成（IC）电容式加速度传感器ADXL50该传感器是由AD公司生产的单片集成电路ADXL50组成。其内部集成了电容传感器、振荡器、解调器、前置放大器、缓冲放大器和基准电源等。仅需在外部接些阻容元件就能用于测量加速度。测量范围±50g，耐冲击可达2000g。具有体积小、精度高、方向性好等优点。ADXL50内部框图见图4-19。振荡器产生1MHz的脉冲信号供给电容传感器进行调制。传感器是在弹簧片上并联42个差动电容敏感元件，以便提高灵敏度。图4-19ADXL50内部框图电气测试技术电气测试技术电气测试技术电气测试技术电气测试技术电气测试技术**第4章微型化和智能化传感器*第4章微型化和智能化传感器4.1概述4.2微型温度传感器4.3硅压阻式微型压力传感器4.4电容式微型传感器4.5智能化变送器*4.1概述随着微电子技术、微计算机技术和网络通信技术的发展，传感器也步入了微型化和智能化的发展时代。由于大规模和超大规模集成电路的发展，可将组成传感器的多个单元集成在一块芯片上，包括检测元件、信号的调制、解调电路、信号放大和转换电路、线性化处理、输入、输出电路和通信功能等模块集成在一块或二块芯片上，从而极大地缩小了传感器的体积，为传感器的微型化创造了条件。微计算机（尤其是单片机）在传感器中的应用，利用其强大的控制与信号处理能力，传感器的功能更加强大。例如，自动零点和增益校正、非线性校正、温度自动补偿、自动消除交叉灵敏度的影响、量程自动切换、自检和自诊断等，给传感器赋予了智能化功能。随着网络通信技术的发展，传感技术的发展已进入崭新的发展阶段。各种现场总线在传感器中的应用，传感器已实现了网络化。*微型化与智能化传感器的特点精度高高可靠性与高稳定性高信躁比与高分辨率功能更强大自适应能力强体积小性能价格比高微型传感器与智能传感器是当前世界传感技术发展的重要趋势。*Thankyou！*4.2微型温度传感器4.2.1热释电温度传感器4.2.2PN结温度传感器4.2.3集成（IC）温度传感器4.2.4石英振子温度传感器4.2.5微型温度传感器应用实例*4.2.1热释电温度传感器热释电晶体具有自发的电极化能力，电极化强度与温