本文演示了在構(gòu)建一個(gè)簡(jiǎn)單的比例電路時(shí)，如何確定 ADC 和硅應(yīng)變計(jì)的特性，并給出了一個(gè)采用電流驅(qū)動(dòng)傳感器的簡(jiǎn)化應(yīng)用電路。

硅應(yīng)變計(jì)的背景知識(shí)

硅應(yīng)變計(jì)的優(yōu)點(diǎn)在于高靈敏度。硅材料中的應(yīng)力引起體電阻的變化。相比那些僅靠電阻的尺寸變化引起電阻變化的金屬箔或粘貼絲式應(yīng)變計(jì)，其輸出通常要大一個(gè)數(shù)量級(jí)。這種硅應(yīng)變計(jì)的輸出信號(hào)大，可以與較廉價(jià)的電子器件配套使用。但是，這些小而脆的器件的安裝和連線非常困難，并增加了成本，因而限制了它們?cè)谡迟N式應(yīng)變計(jì)應(yīng)用中的使用。然而，硅應(yīng)變計(jì)卻是 MEMS （微機(jī)電結(jié)構(gòu)）應(yīng)用的最佳選擇。利用 MEMS，可將機(jī)械結(jié)構(gòu)建立在硅片上，多個(gè)應(yīng)變計(jì)可以作為機(jī)械構(gòu)造的一部分一起制造。因此，MEMS 工藝為整個(gè)設(shè)計(jì)問(wèn)題提供了一個(gè)強(qiáng)大的、低成本的解決方案，而不需要單獨(dú)處理每個(gè)應(yīng)變計(jì)。

MEMS 器件最常見的一個(gè)實(shí)例是硅壓力傳感器，它是從上個(gè)世紀(jì)七十年代開始流行的。這些壓力傳感器采用標(biāo)準(zhǔn)的半導(dǎo)體工藝和特殊的蝕刻技術(shù)制作而成。采用這種特殊的蝕刻技術(shù)，從晶圓片的背面選擇性地除去一部分硅，從而生成由堅(jiān)固的硅邊框包圍的、數(shù)以百計(jì)的方形薄片。而在晶片的正面，每一個(gè)小薄片的每個(gè)邊上都制作了一個(gè)壓敏電阻。用金屬線把每個(gè)小薄片周邊的四個(gè)電阻連接起來(lái)就形成一個(gè)全橋工作的惠斯登電橋。然后使用鉆鋸從晶片上鋸下各個(gè)傳感器。這時(shí)，傳感器功能就完全具備了，但還需要配備壓力端口和連接引線方可使用。這些小傳感器便宜而且相對(duì)可靠。但也存在缺點(diǎn)。這些傳感器受溫度變化影響較大，而且初始偏移和靈敏度的偏差很大。

壓力傳感器實(shí)例

在此用一個(gè)壓力傳感器來(lái)舉例說(shuō)明。但所涉及的原理適用于任何使用相似類型的電橋作為傳感器的系統(tǒng)。式 1 給出了一個(gè)原始的壓力傳感器的輸出模型。式 1 中變量的幅值及其范圍使 VOUT 在給定壓力（P）下具有很寬的變化范圍。不同傳感器在同一溫度下，或者同一傳感器在不同溫度下，其 VOUT 都有所不同。要提供一個(gè)一致的、有意義的輸出，每個(gè)傳感器都必須進(jìn)行校正，以補(bǔ)償器件之間的差異和溫度漂移。長(zhǎng)期以來(lái)都是使用模擬電路進(jìn)行校準(zhǔn)的。然而，現(xiàn)代電子學(xué)使得數(shù)字校準(zhǔn)比模擬校準(zhǔn)更具成本效益，而且數(shù)字校準(zhǔn)的準(zhǔn)確性也更好。利用一些模擬“竅門”，可以在不犧牲精度的前提下簡(jiǎn)化數(shù)字校準(zhǔn)。

VOUT = VB × （P × S0 × （1 + S1 × （T - T0）） + U0 + U1 × （T - T0）） （式 1）

式中，VOUT 為電橋輸出，VB 是電橋的激勵(lì)電壓，P 是所加的壓力，T0 是參考溫度，S0 是 T0 溫度下的靈敏度，S1 是靈敏度的溫度系數(shù)（TCS），U0 是在無(wú)壓力時(shí)電橋在溫度 T0 輸出的偏移量（或失衡），而 U1 則是偏移量的溫度系數(shù)（OTC）。

式 1 使用一次多項(xiàng)式來(lái)對(duì)傳感器進(jìn)行建模。有些應(yīng)用場(chǎng)合可能會(huì)用到高次多項(xiàng)式、分段線性技術(shù)、或者分段二次逼近模型，并為其中的系數(shù)建立一個(gè)查尋表。無(wú)論使用哪種模型，數(shù)字校準(zhǔn)時(shí)都要對(duì) VOUT、VB 和 T 進(jìn)行數(shù)字化，同時(shí)要采用某種方式來(lái)確定全部系數(shù)，并進(jìn)行必要的計(jì)算。式 2 由式 1 整理并解出 P。從式 2 可以更清楚地看到，為了得到精確的壓力值，數(shù)字計(jì)算（通常由微控制器（μC）執(zhí)行）所需的信息。

P = （VOUT/VB - U0 - U1 × （T-T0））/（S0 × （1 + S1 × （T-T0）） （式 2）

電壓驅(qū)動(dòng)

圖 1 電路中的電壓驅(qū)動(dòng)方式使用一個(gè)高精度 ADC 來(lái)對(duì) VOUT （AIN1/AIN2）、溫度（AIN3/AIN4）和 VB （AIN5/AIN6）進(jìn)行數(shù)字化。這些測(cè)量值隨后被傳送到μC，在那里計(jì)算實(shí)際的壓力。電橋直接由電源驅(qū)動(dòng)，這個(gè)電源同時(shí)也為 ADC、電壓基準(zhǔn)和μC 供電。電路圖中標(biāo)有 Rt 的電阻式溫度檢測(cè)器用來(lái)測(cè)量溫度。通過(guò) ADC 內(nèi)的輸入復(fù)用器同時(shí)測(cè)量電橋、RTD 和電源電壓。為確定校準(zhǔn)系數(shù)，整個(gè)系統(tǒng)（或至少是 RTD 和電橋）被放到溫箱里，向電橋施加校準(zhǔn)過(guò)的壓力，并在多個(gè)不同溫度下進(jìn)行測(cè)量。測(cè)量數(shù)據(jù)通過(guò)測(cè)試系統(tǒng)進(jìn)行處理，以確定校準(zhǔn)系數(shù)。最終的系數(shù)被下載到μC 并存儲(chǔ)到非易失性存儲(chǔ)器中。

圖 1. 該電路直接測(cè)量計(jì)算實(shí)際壓力所需的變量（激勵(lì)電壓、溫度和電橋輸出）

設(shè)計(jì)該電路時(shí)主要應(yīng)考慮的是動(dòng)態(tài)范圍和 ADC 的分辨率。最低要求取決于具體應(yīng)用和所選的傳感器和 RTD 的參數(shù)。為了舉例說(shuō)明，使用下列參數(shù)：

系統(tǒng)規(guī)格

滿量程壓力：100psi

壓力分辨率：0.05psi

溫度范圍：-40°C 到+85°C

電源電壓：4.75 到 5.25V

壓力傳感器規(guī)格

S0 （靈敏度）： 150 到 300μV/V/psi

S1 （靈敏度的溫度系數(shù)）： 最大 -2500ppm/°C

U0 （偏移）： -3 到+3mV/V

U1 （偏移的溫度系數(shù)）： -15 到+15μV/V/°C

RB （輸入電阻）： 4.5k

TCR （電阻溫度系數(shù)）： 1200ppm/°C

RTD： PT100

α： 3850ppm/°C （ΔR/°C = 0.385，Ω額定值）

-40°C 時(shí)的值： 84.27Ω

0°C 時(shí)值： 100Ω

85°C 時(shí)值： 132.80Ω

關(guān)于 PT100 的更多細(xì)節(jié)，請(qǐng)參見 Maxim 的》應(yīng)用筆記 3450：“PT100 溫度變送器的正溫度系數(shù)補(bǔ)償”。

電壓分辨率

能夠接受的最小電壓分辨率可根據(jù)能夠檢測(cè)到的最小壓力變化所對(duì)應(yīng)的 VOUT 得到。極端情況為使用最低靈敏度的傳感器，在最高溫度和最低供電電壓下進(jìn)行測(cè)量。注意，式 1 中的偏移項(xiàng)不影響分辨率，因?yàn)榉直媛蕛H與壓力響應(yīng)有關(guān)。

使用式 1 以及上述假設(shè)：

ΔVOUT min = 4.75V （0.05psi/count 150μV/V/psi × （1+ （-2500ppm/°C） × （85°C -25°C）） ≈ 30.3μV/count

所以： 最低 ADC 分辨率 = 30μV/count

輸入范圍

輸入范圍取決于最大輸入電壓和最小或者最負(fù)的輸入電壓。根據(jù)式 1，產(chǎn)生最大 VOUT 的條件是：最大壓力（100psi）、最低溫度（-40°C）、最大電源電壓（5.25V）和 3mV/V 的偏移、-15μV/V/°C 的偏移溫度系數(shù)、-2500ppm/°C 的 TCS、以及最高靈敏度的芯片（300μV/V/psi）。最負(fù)信號(hào)一般都在無(wú)壓力（P＝0）、電源電壓為 5.25V、-3mV/V 的偏移、-40°C 的溫度以及 OTC 等于+15μV/V/°C 的情況下出現(xiàn)。

再次使用公式 1 以及上述假設(shè)：

VOUT max = 5.25V × （100psi · 300μV/V/psi × （1+ （-2500ppm/°C） × （-40°C - 25°C）） + 3mV/V + （-0.015mV/V/°C） × （-40°C - 25°C）） - 204mV

VOUT min = 5.25 × （-3mV/V + （0.015mV/V/°C × （-40°C - 25°C））） - -21mV

因此：ADC 的輸入范圍 = -21mV 到+204mV

分辨位數(shù)

適用于本應(yīng)用的 ADC 應(yīng)具有 -21mV 到+204mV 的輸入范圍和 30μV/count 的電壓分辨率。該 ADC 的編碼總數(shù)為（204mV + 21mV）/（30μV/count） = 7500 counts，或稍低于 13 位的動(dòng)態(tài)范圍。如果傳感器的輸出范圍與 ADC 的輸入范圍完全匹配，那么一個(gè) 13 位的轉(zhuǎn)換器就可以滿足需要。由于 -21mV 到+204mV 的量程與通常的 ADC 輸入范圍都不匹配，因此需要或者對(duì)輸入信號(hào)進(jìn)行電平移動(dòng)和放大，或者選用更高分辨率的 ADC。幸運(yùn)的是，現(xiàn)代的Σ-Δ轉(zhuǎn)換器的分辨率高，具有雙極性輸入和內(nèi)部放大器，使高分辨率 ADC 的使用變?yōu)楝F(xiàn)實(shí)。這些Σ-Δ ADC 提供了一個(gè)更為經(jīng)濟(jì)的方案，而不需要增加其它元器件。這不僅減小了電路板尺寸，還避免了放大和電平移位電路所引入的漂移誤差。

工作于 5V 電源的典型Σ-Δ轉(zhuǎn)換器，采用 2.5V 參考電壓，具有±2.5V 的輸入電壓范圍。為了滿足我們對(duì)于壓力傳感器分辨率的要求，這種 ADC 的動(dòng)態(tài)范圍應(yīng)當(dāng)是：（2.5V - （- 2.5V））/（30μV/count） = 166，667 counts。這相當(dāng)于 17.35 位，很多 ADC 都能滿足該要求，例如 18 位的 MAX1400。如果選用 SAR ADC，則是相當(dāng)昂貴的，因?yàn)檫@是將 18 位轉(zhuǎn)換器用于 13 位應(yīng)用，且只產(chǎn)生 11 位的結(jié)果。然而，選用 18 位（17 位加上符號(hào)位）的Σ-Δ轉(zhuǎn)換器更為現(xiàn)實(shí)，盡管三個(gè)最高位其實(shí)并沒有使用。除了廉價(jià)外，Σ-Δ轉(zhuǎn)換器還具有高輸入阻抗和很好的噪聲抑制特性。

18 位 ADC 可以使用帶內(nèi)部放大器的更低分辨率的轉(zhuǎn)換器來(lái)代替，例如 16 位的 MAX1416。8 倍的增益相當(dāng)于將 ADC 轉(zhuǎn)換結(jié)果向高位移了 3 位。從而利用了全部的轉(zhuǎn)換位并將轉(zhuǎn)換需求減少到 15 位。是選用無(wú)增益的高分辨率轉(zhuǎn)換器，還是有增益的低分辨率轉(zhuǎn)換器，這要看在具體使用的增益和轉(zhuǎn)換速率下的噪聲規(guī)格。Σ-Δ轉(zhuǎn)換器的有效分辨率通常受到噪聲的限制。

溫度測(cè)量

如果測(cè)量溫度僅僅是為了對(duì)壓力傳感器進(jìn)行補(bǔ)償，那么，溫度測(cè)量不要求十分準(zhǔn)確，只要測(cè)量結(jié)果與溫度的對(duì)應(yīng)關(guān)系具有足夠的可重復(fù)性即可。這樣將會(huì)有更大的靈活性和較松的設(shè)計(jì)要求。有三個(gè)基本的設(shè)計(jì)要求：避免自加熱、具有足夠的溫度分辨率、保證在 ADC 的測(cè)量范圍之內(nèi)。

使最大 Vt 電壓接近于最大壓力信號(hào)有利于采用相同的 ADC 和內(nèi)部增益來(lái)測(cè)量溫度和壓力。本例中的最大輸入電壓為+204mV?？紤]到電阻的誤差，最高溫度信號(hào)電壓可保守地選擇為+180mV。將 Rt 上的電壓限制到+180mV 也有利于避免 Rt 的自加熱問(wèn)題。一旦最大電壓選定，根據(jù)在 85°C （Rt = 132.8Ω），VB = 5.25V 的條件下產(chǎn)生該最大電壓可以計(jì)算得到 R1。R1 的值可通過(guò)式 3 進(jìn)行計(jì)算，式中的 Vtmax 是 RT 上所允許的最大壓降。溫度分辨率等于 ADC 的電壓分辨率除以 Vt 的溫度敏感度。式 4 給出了溫度分辨率的計(jì)算方法。（注意：本例采用的是計(jì)算出的最小電壓分辨率，是一種較為保守的設(shè)計(jì)。你也可以使用實(shí)際的 ADC 無(wú)噪聲分辨。）

R1 = Rt × （VB/Vtmax - 1） （式 3）

R1 = 132.8Ω × （5.25V/0.18V - 1） ≈ 3.7kΩ

TRES = VRES × （R1 + Rt）2/（VB × R1 × ΔRt/°C） （式 4）

這里，TRES 是 ADC 所能分辨的攝氏溫度測(cè)量分辨率。

TRES = 30μV/count × （3700Ω + 132.8Ω）2/（4.75V Ω 3700Ω × 0.38Ω/°C） ≈ 0.07°C/count

0.07°C 的溫度分辨率足以滿足大多數(shù)應(yīng)用的要求。但是，如果需要更高的分辨率，有以下幾個(gè)選擇：使用一個(gè)更高分辨率的 ADC；將 RTD 換成熱敏電阻；或?qū)?RTD 用于電橋，以便在 ADC 中能夠使用更高的增益。

注意，要得到有用的溫度結(jié)果，軟件必須對(duì)供電電壓的變化進(jìn)行補(bǔ)償。另外一種代替方法是將 R1 連接到 VREF，而不是 VB。這樣可使 Vt 不依賴于 VB，但也增加了參考電壓的負(fù)載。

優(yōu)化的電壓驅(qū)動(dòng)

硅應(yīng)變計(jì)和 ADC 的一些特性允許圖 1 電路進(jìn)一步簡(jiǎn)化。從式 1 可以看出，電橋輸出與供電電壓（VB）直接成正比。具有這種特性的傳感器稱為比例傳感器。式 5 為適用于所有具有溫度相關(guān)誤差的比例傳感器的通用表達(dá)式。在式 1 中，將 VB 右邊的所有部分用通用表達(dá)式 f（p，t）代替便是式 5。這里，p 是被測(cè)物理量的強(qiáng)度，而 t 則為溫度。

VOUT = VB × ?（p，t） （式 5）

ADC 也具有比例屬性，它的輸出與輸入電壓和參考電壓的比直接成比例。式 6 描述了一般的 ADC 的數(shù)據(jù)讀取值（D）與輸入信號(hào)（Vs）、參考電壓（VREF）、滿量程讀數(shù)（FS）、以及比例因子（K）之間的關(guān)系。該比例因子與具體的轉(zhuǎn)換器架構(gòu)以及內(nèi)部放大倍數(shù)有關(guān)。

D = （Vs/VREF）FS × K （式 6）

將式 6 中的 Vs 用式 5 中的 VOUT 表達(dá)式代換，ADC 對(duì)于性能的影響就會(huì)顯現(xiàn)出來(lái)。結(jié)果見式 7：

D = （VB/VREF） × ?（p，t） × FS × K （式 7）

由式 7 可見，對(duì)于測(cè)量結(jié)果而言，更為重要的是 VB 和 VREF 的比值，而非它們的絕對(duì)值。因此，圖 1 電路中的電壓基準(zhǔn)源可以不用。ADC 的參考電壓可以取自一個(gè)簡(jiǎn)單的電阻分壓器，只要保持恒定的 VB/VREF 之比即可。這一改進(jìn)不僅省去了電壓基準(zhǔn)，也免去了對(duì) VB 的測(cè)量，以及補(bǔ)償 VB 變化所需的所有軟件。這種技術(shù)適用于所有比例傳感器。RT 和 R1 串聯(lián)構(gòu)成的溫度傳感器也是比例型的，因此，溫度檢測(cè)也不需要電壓基準(zhǔn)。該電路如圖 2 所示。

圖 2. 比例測(cè)量電路示例。壓力傳感器的輸出、RTD 電壓、以及 ADC 參考電壓均與供電電壓直接成正比。該電路無(wú)需絕對(duì)電壓基準(zhǔn)，同時(shí)簡(jiǎn)化了確定實(shí)際壓力時(shí)所必需的計(jì)算。

省去 RTD

硅基電阻對(duì)溫度十分敏感，根據(jù)這種特性，可用電橋電阻作為系統(tǒng)的溫度傳感器。這不僅降低了成本，而且會(huì)有更好的效果。因?yàn)樗辉偈?RTD 和壓敏電橋之間溫度梯度的影響。正像前面所提到的，溫度測(cè)量的絕對(duì)精度并不重要，只要溫度測(cè)量是可重復(fù)的和唯一的。這種唯一性要求限定了這種溫度檢測(cè)方法只能用于施壓后橋路電阻保持恒定的電橋。幸運(yùn)的是，大多數(shù)硅傳感器采用全工作橋，能夠滿足該要求。

圖 3 電路中，在電橋低壓側(cè)串聯(lián)一個(gè)電阻（R1），從而得到一個(gè)溫度相關(guān)電壓。增加這個(gè)電阻會(huì)減小電橋電壓，從而減小其輸出。減小的幅度一般不是很大，況且只需略微增加增益或減小參考電壓就足以對(duì)其加以補(bǔ)償。式 8 可用于計(jì)算 R1 的保守值。對(duì)于大多數(shù)應(yīng)用，當(dāng) R1 小于 RB/2 時(shí)，電路能很好地工作。

R1 = （RB × VRES）/（VDD × TCR × TRES - 2.5 × VRES） （式 8）

這里，RB 是傳感器電橋的輸入電阻，VRES 是 ADC 的電壓分辨率，VDD 是供電電壓，TCR 為傳感器電橋的電阻溫度系數(shù)，而 TRES 是所期望的溫度分辨率。

圖 3. 用電橋輸出測(cè)量壓力和用電橋電阻測(cè)量溫度的比例電路實(shí)例

繼續(xù)上述實(shí)例并假定希望得到 0.05°C 的溫度分辨率，R1 = （4.5kΩ × 30μV/count）/（（（5V × 1200ppm/°C × 0.05°C/count） - 2.5） × 30μV/count） = 0.6kΩ。由于 R1 小于 RB 的一半，這一結(jié)果是有效的。在該例中，R1 的增加使 VB 下降 12%。在選擇轉(zhuǎn)換器時(shí)，可以將 17.35 位的分辨率要求向上舍入為 18 位。增加的分辨率用于補(bǔ)償 VB 降低的影響綽綽有余。

溫度上升時(shí)，電橋電阻的上升使電橋上的電壓降也上升。這種 VB 隨溫度的變化形成了一個(gè)附加的 TCS 項(xiàng)。正好該值為正值，而傳感器的固有 TCS 值是負(fù)數(shù)，這樣，將一個(gè)電阻與傳感器串聯(lián)實(shí)際會(huì)減小未經(jīng)補(bǔ)償?shù)?TCS 誤差。上面的校準(zhǔn)技術(shù)仍然有效。只是需要補(bǔ)償?shù)恼`差略小了一些。

電流驅(qū)動(dòng)

有一類特殊的壓阻式傳感器被稱為恒流傳感器或電流驅(qū)動(dòng)傳感器。這些傳感器經(jīng)過(guò)特殊處理，當(dāng)它們采用電流源驅(qū)動(dòng)時(shí)，靈敏度在溫度變化時(shí)保持恒定（TCS ≈ 0）。電流驅(qū)動(dòng)傳感器經(jīng)常增加附加電阻，可以消除或者顯著降低偏移誤差和 OTC 誤差。這實(shí)際上是一種模擬的傳感器校準(zhǔn)技術(shù)。這可以將設(shè)計(jì)者從繁雜的工作中解放出來(lái)，不必對(duì)每個(gè)傳感器在不同溫度和壓力下進(jìn)行測(cè)量。這種傳感器在寬溫范圍內(nèi)的絕對(duì)精度通常不如數(shù)字校準(zhǔn)的傳感器好。數(shù)字技術(shù)仍然能用于改善這些傳感器的性能，通過(guò)測(cè)量電橋上的電壓很容易獲得溫度信息，其靈敏度通常大于 2000ppm/°C。圖 4 所示是一種電流驅(qū)動(dòng)的電橋電路。該電路使用同一個(gè)電壓基準(zhǔn)源來(lái)建立恒定電流和為 ADC 提供基準(zhǔn)電壓。

圖 4. 該電路使用了一個(gè)電流驅(qū)動(dòng)傳感器，采用傳統(tǒng)的電流源電路驅(qū)動(dòng)

省去電流源

理解了電流驅(qū)動(dòng)式傳感器如何對(duì) STC 進(jìn)行補(bǔ)償，就可以采用圖 5 電路在不帶電流源的情況下達(dá)到與圖 4 電路相同的效果。電流驅(qū)動(dòng)傳感器仍具有一個(gè)激勵(lì)電壓（VB），只是 VB 并不固定于電源電壓。VB 由電橋阻抗和流過(guò)電橋的電流來(lái)決定。如前所述，硅電阻具有正溫度系數(shù)。這樣，當(dāng)電橋由電流源供電時(shí)，VB 將隨溫度的升高而增加。如果電橋的 TCR （阻抗溫度系數(shù)）與 TCS 幅值相等而符號(hào)相反，那么，VB 將隨著溫度以適當(dāng)?shù)谋嚷试黾?，?duì)靈敏度的降低進(jìn)行補(bǔ)償。在某個(gè)有限的溫度范圍內(nèi)，TCS 將接近零。

圖 5. 此電路采用電流驅(qū)動(dòng)傳感器，但無(wú)需電流源和電壓參考

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?9，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(yīng)的表達(dá)式即可。結(jié)果如式 10：

重復(fù)式 7： D = （VB/VREF） × f（p，t） × FS × K

對(duì)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(jié)果。為了得到相同的結(jié)果，R1 必須等于 VREF/IB，但這不是溫度補(bǔ)償所要求的。只要 RB 乘以一個(gè)溫度無(wú)關(guān)的常數(shù)，就可以實(shí)現(xiàn)溫度補(bǔ)償。R1 可選擇最適合于系統(tǒng)要求的電阻值。

當(dāng)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(jiān)測(cè)其它系統(tǒng)電壓。事實(shí)上，如果需要進(jìn)行溫度敏感測(cè)量來(lái)實(shí)現(xiàn)額外的補(bǔ)償，可以使用一個(gè)額外的 ADC 通道來(lái)測(cè)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 ADC 的規(guī)定范圍之內(nèi)。

結(jié)論

硅壓阻式應(yīng)變計(jì)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(yīng)變計(jì)的熱特性和 ADC 的比例特性可被用來(lái)顯著降低高精度電路的復(fù)雜程度。
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