采用信号调理IC驱动应变片电桥传感器

图4 PRT电桥激励电路图

电压驱动电路

MAX1452的内部75kΩ电阻可用作RISRC和RSTC，也可以通过开关SW1和SW2连接外部电阻，如图5所示。通过ISRC引脚访问运算放大器，实现电桥驱动的电压反馈。图5、图6和图7介绍了三种不同的电压驱动电路。

图5 高阻传感器电路图，没有使用外部器件

图6 具有npn晶体管的低阻抗传感器电路图

图7 使用外部RSUPP驱动的电路

对于2kΩ以上的高阻抗传感器，图6中的简单电路为电桥提供了电压驱动激励。打开SW1和SW2禁止FSOTCDAC调制电路。连接引脚ISRC和BDR形成运算放大器反馈环路，从而获得电桥激励电压反馈。通过向电桥源出电流，晶体管T1和T2(并联)提高了电桥电压，使其等于FSODAC电压。惠斯通电桥电路中连接的低阻抗(120Ω～2kΩ)应变片或者厚膜电阻不能直接由T2驱动。采用射极跟随配置的外部npn晶体管可以解决这一问题如图6所示。流过npn晶体管的电流直接来自集电极VDD电源。驱动T1和T2，使其足以导通，打开npn晶体管，使运算放大器U1提高电桥电压。为关闭环路，ISRC的电桥电压被反馈至运算放大器。对电桥电压进行稳压，以匹配FSODAC输出电压，在电桥上加入一个小的0.1μF电容，以保持稳定。npn晶体管的基射极电压(VBE)具有较大的温度系数，通过U1的反馈来消除方程中该项的影响。低温时，VBE较大，最大电桥电压限制为

VBRIDGEMAX= VDD-VT2SAT-VBE

与VBE温度补偿相似，控制反馈环路消除了方程中的TNPN增益温度分量。为低阻抗电桥提供足够驱动电流的另一方法是在T2上并联一个小的外部电阻(图7中的RSUPP)。RSUPP保证了电桥电压略小于所需的值(VDD =5.0V为3.0V)。T2提供更多的电流，把电桥电压提高到所需的值。由于T2处于OFF状态时，T2提供最小的电流，因此，应针对最差情况的小电桥电压来调整RSUPP。同样，T2的最大电流能力(VBDR =4.0V时2mA)决定了可用的最大电桥电压调制。该电路可以用于具有灵敏度(TCS)相对较低温度系数的电桥传感器，它不需要较大的电桥电压调制。U1反馈消除了RSUPP温度系数导致的灵敏度效应。设计电路时，为保证适当的驱动电流余量，应考虑RSUPP功率降额最大值和最小值。