水柱。
⑤温度性能好。在40°C85°C范围内有较好的线性。
22实现方案
采用MPX10DP作为压力传感器,LM358作为两级放大,把弱信号经过放大约100倍,转换成能被05V的范围内,再经过MCU的AD口读出电压值,MUC通常可以选用10位的AD,或根据实际的精度需求来选择,本例的选择8位AD读数,精确度可以达到3mm的水柱,最大量程为50V,零压力条件下偏压为10V,最大水位量程为1米。
另外需要一个温度传感器来检测水位,补偿由于温漂而引起检测与实际的偏差。温度漂移主要来自LM358和MPX10DP两个方面。
23原理图分析(见图1)
24VS的选择方法
MPX10DP的VS采用5V通过R16和传感器分压提供,VS大约为5R16(Ri
R16)5450600V大约为375V的电压,对于不同的压力传感器VS可能有一定的偏差,主要由于压力传感器本身的电阻值不一样(Ri
范围为400550欧)引起的。调节R16可以调节VS,VS的高低将直接影响到输出电压的范围及偏压的大小。
241偏压平衡电路:
此电路由R7,R6,R10,C8,R12组成R7,R6,R10,把5V的电压分压到20V左右,因为压力传感器可以工作在负压力的条件下,偏压过低将使放大的信号减少,降低了灵敏度。过高可能导致最大量程高于5V。R12的引入将导致降低放大的性能,所以通常R12的选择为
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R11R9的1001000倍以上可认为是安全的。所以图中选择为1M。R7,R6,R10的阻值不能过大,否则分压将受放大电路的电阻影响。
242前级放大倍数A2前级采用差摸放大,可以抑制共模信号。放大倍数为A2R11R91206倍,实际可能由于R12的存在及LM358输入电阻的影响会降低A2的值。本例为1958。其中C7起相位补偿作用,防止深反馈导致自激现象。
243后级放大倍数A1后级采用负反馈放大倍数A1R14R151491倍,本例实际为4988。注意此时LM358的电压必须大于9V,否则会出现在电源为50V的条件下放大值最大为37V,5脚和6脚的电压将不再相等。本案例采用12V的电压。244钳位电路由于输出电压可能超过MCU的电压,所以必须加D1钳位二极管。从测试的结果也可以看出来。
245温度检测电路为了更好的进行检测水位,必须进行温度补偿,此电路有J2和R1组成。3计算公式在理想状态下:VOVoffse
sitivityxPδkH(Pρgh)测试数据如表1:4注意事项41:必须确保P1〉P2,否则输出负电压。42:压力传感器必须和水隔离,因为水里的沉淀会影响压力传感器的灵敏度。43:压力传感器最大有效量程为102米,如果需要检测更高的水位请查看附件44:图上所有电阻r