MPX计显压力秤的设计

　　1、引言

　　用MOTOROLA公司的MPX系列压力传感器作为主要元件构成的数字压力秤是一种测量气体压力的仪器，内部除了传感器之外，还有仪器放大器、A/D转换器和LCD显示器。用MPX700传感器所构成的数字压力测量秤，用作差分秤和真空压力秤时最大测量范围达O一100磅/平方英寸，分辨率达到1磅/平方英寸。若采用更精密的MPX系列压力转换器，该测量仪的测量范围最大为1磅/平方英寸，分辨率可达到0.01磅/平方英寸。

　　MOTOROLA的MPX系列压力转换器是一种压敏电阻传感器，该转换器的输出电压和承受压力之间成线性正比关系。MPX系列传感器是由掺杂了一种元素的腐蚀硅膜构成，外加压力加在硅膜上，产生一个与外加压力成正比的线性输出电压。输出电压和所受压力的比值受传感器使用的电源电压的影响。

　　MPX系列压力传感器可以选用压力边接口结构(pressuresideportedeonfigura-·tion)、真空边接口结构(Vaeuumsideported   eonfiguration)和差分结构(Differentialeon-　figuration)，也可作为一种差分测量器件。

　　下面讨论了一种用MPX700DP差分传感器来测量和显示计量压力、真空压力和差分压力的电路。

　　2、基本结构

　　图1示出了硅片压力传感器的顶视图，可看出应变片电阻交叉地放置在膜的边界上，电源跨接在管脚1和3之间，通过横向跨在终端2和4之间的压敏电阻感应出的不同电压。外接串联电阻用来完成温度补偿功育

　　3、工作原理

　　建议电源电压采用3Vd。，任何情况下都不能超过6V。当作用于传感器“压力”一侧的压力大于“真空”一侧时，在2和4脚上所呈现的差分电压为正。当使用3V稳压源供电时，转换器的满量程电压值为60mV。

　　当传感器的外加压力为O时，传感器也有较小的电压输出，该电压称为零压偏移。对于MPX700传感器而言，这个电压一　般在0~35mV之间。零压偏移输出电压可通过一个仪器放大器使其降为O。传感器输出电压与所加压力成线性关系，图2示出了用3V电源供电时，输出电压与加在传感器上的压力差之间的关系。

4、温度补偿

　　从图2可以看出，传感器的输出电压受到器件温度的影响。温度补偿有多种方法，最简单的温度补偿方法是在传感器供电回路中串联一个电阻(RI。和Rz’)。图3示出了其应用电路。这种温度补偿方法的效果很好，当温度在O~80℃范围内变化时，漂移为0.5%。因为传感器所需的电压大约是3V，因此，这两个与传感器串联的电阻的另外一个作用就是使15V的电源电压分压到传感器上，只有所需的3V。