基于AD7745的电容差压传感器设计.pdf

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1、2011年第30卷第6期传感器与微系统(TransducerandMicrosystemTechnologies)71基于AD7745的电容差压传感器设计陈宝’，胡晓兵，孙鸿(1．四川大学制造科学与工程学院。四川成都610065；2．宜宾机电一体化研究所。四川宜宾644007)摘要：以低功耗微处理器MSP430为核心，采用新型的模数转换芯片AD7745，设计了一种测量液体差压的电容式差压传感器。给出了电容式差压传感器的设计原理和AD7745与MSP430软硬件设计。实验结果表明：该传感器在量程为~100pF时

2、，测量值稳定在高16位，分辨率为O．0001pF。电容传感器具有较好的线性输出特性和很好的重复性，成本低，具有较好的应用价值。关键词：电容差压传感器；AD7745；MSP430单片机；测量电路中图分类号：TH812文献标识码：A文章编号：1000-9787(2011)06--0071--03Designofcapacitivediferentialpressuresensor．basedonAD7745CHENBao，HUXiao．bing，SUNHong(1．SichuanUniversity，Chengd

3、u610065，China；2．MechatropicsResearchInstituteofYibin，Yibin644007，China)Abstract：BasedonlowpowerconsumptionMSP430microcontroller，usingnewA／DchipAD7745，designedacapacitivedifferentialpressuresensorisusedtomeasureliquid’differentpressure，Thedesignprincipleofca

4、pacitivedifferentialpressuresensor，AD7745andMSP430’Ssoftwareandhardwarewerepresented．Theresultsshowthemeasurementresuhsarestableonthe18bit．resolutionis0．000ipFatrangeof±100pF．Theoutputcapacitorhasagoodlinearoutputcharacteristicsandhasgoodrepeatability，andal

5、sohaslowcost．Soitwassuggestedthatthissystemhasdesirableapplicationvalue．Keywords：capacitivediferentialpressuresensor；AD7745；MSP430singlechip；measurementcircuit0引言本文的目的是分析利用差动电容传感器进行高精度测差压测量是工业生产领域一项重要的指标。差压传感量的原理，采用AD7745作为传感器信号调理电路，直接将器有压阻式和电容式两大类，压阻式压差传感器

6、的线性度传感器信号转换成数字量，以具有12C总线的超低功耗单很好，但精度一般，温漂大，一致性差。电容式压差传感器片机MSP430作为核心控制器件，设计改善信号质量，提高与之相比，精度更高，温漂小，芯片结构更具鲁棒性，且结构精度的硬件电路，探求一种测量流体差压的高精度传感器。简单、响应快J。目前普遍采用的是通过向电容电极施加实验结果表明：该传感器适用于流体差压测量。一个激励源来完成相应测量。电容量的变化于是被转换成1测量原理电压、电流、频率或脉冲宽度中的任何一个变化。传统的电电容式差压传感器的结构如图1所示，中

7、心可动电极容传感器信号处理解决方案要么就只限于低精度的应用，要么就需要昂贵的多芯片电容电压前端j。ADI公司推与两端固定电极构成差动电容器，其目的是提高灵敏度、减出的电容数字转换器AD7745是高精度、完全集成的电容小非线性误差。·数字转换器，其24bit的分辨率，是业界最高精度连接电容上下极板为玻璃，中间极板为硅材料的E型梁一膜一岛传感器解决方案。它在一颗芯片上集成了电容到数字转换结构，采用MEMS工艺制作。由图可知，当P=p时，两极的所有电路，降低了设计难度和外部元件成本，从而根除了一C传统电容传感器的限

8、制J。板间的初始电容均为Co=-5-。两腔电容分别为收稿日期：2010—10—1472传感器与微系统第30卷II—IlIII．I图2系统组成框图Fig2Blockdiagramofsystemcomposition2．2电容数字转换器AD7745AD7745精度可达4fF，线性度高达0．01％，其输入共模偏置电容最大可达17pF，输入电容变化范围为±4．096pF。若待测电容输入范围超出了极限值，但