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2011年第30卷第6期
传感器与微系统( Transducer and Microsystem Technologies
基于AD745的电容差压传感器设计
陈宝,胡晓兵,孙鸿2
(1.四川大学制造科学与工程学院,四川成都610065;
2.宣宾机电一体化研究所,四川宣宾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AD745,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,测量值稳定在高16位,分辮率为0.0001pF。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,具有较好的成用价值
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:10009787(2011)060071-03
Design of capacitive differential pressure sensor
based on AD7745
CHEN Bao", HU Xiao-bing SUN Hon
1. Sich
Chengdu 610065, Chil
2. Mechatronics Research Institute of Yibin, Yibin 644017, China)
Abstract Based on low power consumption MSP430 microcontroller, using new A/D chip AD7745, designed a
capacitive if erent al pressure sensor is used o mesure liquid iferent pressure, The design priniple f
capacitive i erential presure sensor, AD745 and M$ s software and hardware were presented. The results
show the measurement results are stable on the 18 bit, resolution is 0.000 I PF at range of +100 PF. The output
capacitor has a good linear output characteristics and has good repeatability, and also has low cost. So
suggested that this system has desirable application value
Key words: capacitive differential pressure sensor; AD7745; MSP430 single chip; measurement circuit
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,压阻式压差传感器的线性度传感器信号转换成数字量,以具有C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MSP480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,月结构
精度的硬件电路,探求一种测流体差压的高精度传感器。
简单、响应快。目前普遍采用的是通过向电容电极施加
一个激源来完成相应测量。电容量的变化于是被转换成
实验结果表明:该传感器适用于流体压测量
电炷、电流、频率或脉冲宽度中的任何一个变化。传统的电
測原理
容传感器信号处理解决方案要么就只限于低精度的应用,
电容式差压传感器的结构如图1所示,中心可动电极
要么就需要昂贵的多愁片电容电压前端2」。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
数宇转换器,其24hit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-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 MIEMS I.艺制作。由图可知,当n1=2时,两极
的所有电路,降低了设计难度和外部元件成本,从预根除了
传统电容传感器的限制
板间的初始电容均为C0=。两腔电容分别为
收稿日期:2010-10-14