MPX型低压数字式压力计的研制
发布时间：2017-09-01
随着现代新技术的迅速发展，新工艺新材料的不断涌现，尤其是集成技术的崛起，传感器技术出现了新的飞跃。在压力测量中压阻式压力传感器是近年来发展应用很广泛的一种，因为它可以直接输出电压信号，也适用于压力控制系统，而且经过模数转换电路后还能够数字显示，成为数字式压力计。
在众多的压阻式压力传感器中，美国摩托罗拉公司(MotorolaCo.)在八十年代研制成功的X型横向压阻式硅压力传感器性能更加突出，我们利用它作为压力量转换成电量的传感元件，设计研制成MPX型低压数字式压力计。
一、MPXZOO型压力传感器
MPx2200型压力传感器是美国摩托罗拉公司生产的MPx系列中的一种，也属横向压阻式传感器，它用单个由离子注入工艺形成并经激光修整的X型电阻代替一般用四个电阻构成的惠斯登电桥，避免了由四个电阻的不匹配而引起的误差。因而它的准确度高，线性好，长期重复性好，可靠性高，它的测量范围是差压0一200KPa。传感器内部芯片上有温度补偿电阻网络，在一40℃至+125℃范围内有较好的温度补偿效果。由于传感器本身有温度补偿，因而可用恒压源供电。
二、数字式压力计测量线路
设计中我们注意了以下几个问题.
1.MPX220O型压力传感器差压测量范围是200K卫a为此，设计了与它配套的专用压力接口，其尺寸大小为.jpg){kind=small}
30mm厚度10mm，压力传感器密封在专用接口内，传感器一端与大气相通，这样，实际测量范围是O一200KPa的表压，且在该范围内可连续测量.
2.MPX2200型压力传感器是利用单晶硅的压阻效应制成的传感器，电原理上相当于一个惠斯登电桥，当不受压力作用时，电桥处于平衡状态，无电压输出，当受到压力作用时，一对桥臂电阻变大，而另一对桥臂电阻变小，电桥失去平衡，电桥有电压输出.因此传感器本身需要有性能良好的电源供电，在设计稳压源电路中，如果直接将三端固定集成稳压器7805的输出信号给传感器供电，传感器约输出稳定性还不够，因此把7805输入到MC1403，由MC1403芯片的输出向传感器供电，以保证传感器输出的稳定性.此外，因为MPx2200本身已有温度补偿，所以采用恒压源供电以简化线路。
3.放大线路.MPx2200压力传感器输出的最大值是40mv无法直接驱动模数转换毛路，所以必须加上放大电路，第一级放大采用双运放LM358来完成，第二级采用性能优良的OP07，该放大电路具有差动输入，单端输出的形式，具有高增益，高输入电阻和高共模抑制比的优点。
4.模数转换和显示电路，利用ICL7107芯片和四个LED效码管组成，因为ICL7lO7白十5伏单电源供电，因此一5伏电源采用一个六反相器CH4069、两个二极管和两个电容器构成的负压线路产生.参见图3.另外，ICL7107驱动LED时，需要吸收100毫安左右的电流。这个电流在芯片上产生加。毫瓦左右的功耗。由于功耗大，芯片温升较高。芯片的功耗随读数变化而波动.这些使内部墓准电压源的精度受到一定的影响。如果内部基准不能满足要求时，需采用外部基准.
三、整机性能
整台仪器的标定是在LY2.5型标准活塞式压力计上进行的，该仪器测量范围是0.01一0.25MPa准确度为士0.02%，测试结果的典型数据如表1所示，测试结果按国家计量检定规程《数字式压力计》(由上海计量测试技术研究所起草，已报批)处理，数字式压力计的准确度可达到士o.5%.
摘自：中国计量测控网
