【導讀】微壓力傳感器信號是控制器的前端，它在測試或控制系統中處于首位，對微壓力傳感器獲取的信號能否進(jìn)行準確地提取、處理是衡量一個(gè)系統可靠性的關(guān)鍵因素。后續接口電路主要指信號調節和轉換電路設計也是重中之重。
后續接口電路主要指信號調節和轉換電路，即能把傳感元件輸出的電信號轉換為便于顯示、記錄、處理和控制的有用電信號的電路。由于用集成電路工藝制造出的壓力傳感器往往存在：零點(diǎn)輸出和零點(diǎn)溫漂，靈敏度溫漂，輸出信號非線(xiàn)性，輸出信號幅值低或不標準化等問(wèn)題。
電橋放大電路
由于所測出的微壓力傳感器兩端的電壓信號較弱，所以電壓在進(jìn)行A/D 轉換之前必須經(jīng)過(guò)放大電路的放大（見(jiàn)圖2）。INA118 由3 個(gè)運算放大器組成差分放大結構，內置輸入過(guò)壓保護，且可通過(guò)外置不同大小的電阻實(shí)現不同的增益（從1 到1 000），因而應用范圍很廣。
圖2 電橋放大電路
通過(guò)在腳1 和腳8 之間外接一電阻Rg 來(lái)實(shí)現不同的增益，該增益可從1 到1 000 不等。電阻Rg 為式中G 為增益。由于Rg 的穩定性和溫度漂移對增益有影響，因此，在需要獲得高精度增益的應用中對Rg 的要求也比較高，應采用高精度、低噪聲的金屬膜電阻。此外，高增益的電路設計中的Rg 值較小，如G=100時(shí)的Rg 值為1.02 kΩ；G=1 000 時(shí)的Rg 值為50.5Ω。
AD7715 接口電路
為了實(shí)現對微壓力的實(shí)時(shí)測量，使用 16 位的AD7715對輸出電壓進(jìn)行采樣測量，其中AD780提供2.5V 高精度基準電壓。P3.1 腳提供了AD 工作所需的時(shí)鐘，P1.4 和P1.5 腳接收和發(fā)送通訊數據，P1.6 是片選信號，P1.7 接DRDY ，AT89S52可以通過(guò)查詢(xún)P1.7 的狀態(tài)來(lái)判斷是否可以讀取AD 轉換結果。A/D 接口電路如圖3所示。
圖3 A/D 轉換電路
單片機接口電路
AT89S52是一個(gè)低功耗，高性能CMOS 8 位單片機，兼容標準MCS-51 指令系統及80C51 引腳結構。本設計使用的復位電路是由22μF 的電容，1 kΩ的電阻及IN4148 二極管組成。在滿(mǎn)足單片機可靠復位的前提下，該復位電路的優(yōu)點(diǎn)在于降低復位引腳的對地阻抗，可以顯著(zhù)增強單片機復位電路的抗干擾能力。二極管可以實(shí)現快速釋放電容電量的功能，滿(mǎn)足短時(shí)間復位的要求。本設計的單片機連接電路如圖4 所示，輸入信號為經(jīng)7715A/D 轉換的模擬電壓，單片機進(jìn)行計算處理后輸入到LCD1602 液晶顯示，顯示出相應的壓力值。
圖4 單片機連接電路
通過(guò)對微壓力傳感器的應用、特點(diǎn)及工作特性等方面的研究，并對微壓力傳感器接口電路進(jìn)行了設計，在電路框圖中充實(shí)了各個(gè)部分的內容。首先采用惠斯通電橋濾出微壓力傳感器輸出的變量，然后用INA118放大器將此信號放大，再用7715A/D 轉換器驅動(dòng)LCD 將其顯示。完善了微壓力傳感器接口電路，使電路在功能性、穩定性、可靠性及小型化等方面都有所增強。
