Журнал "Новости Электроники", номер 16, 2007 год.

Журнал "Новости Электроники", номер 16, 2007 год. Датчики давления Freescale SemiconductorАндрей Еманов Cтатья содержит справочную информацию для разработчиков, которые уже применяют или будут применять в своих разработках датчики давления Freescale.

 

 

Многие уже прекрасно знают принцип работы и конструкцию пьезорезистивного датчика давления. Вследствие этого в статье не приводится описание принципа работы и графики с выходными характеристиками сигнала датчиков. В данной статье мы рассмотрим классификацию, сводные таблицы серий, корпусное исполнение и области применения датчиков давления Freescale Semiconductor.

Компания Freescale Semi­con­ductor более 25 лет совершенствует технологию производства пьезорезистивных датчиков давления для таких важных сфер, как автомобилестроение, промышленность, медицина, производство потребительских товаров. Широкий спектр датчиков, позволяющих производить измерение давления до 1000 кПа, обусловлен тремя степенями интеграции:

датчик;датчик + термокомпенсация;датчик + термокомпенсация + усилитель.

Устройства работают с различными типами давления (A - абсолютное, D - дифференциальное, G - относительное, V - относительно вакуума) и выпускаются в разном корпусном исполнении.

Классификация

По классификации производителя датчики давления делятся на следующие категории:

с температурной компенсацией (Сompensated);с температурной компенсацией медицинские (Сompensated Medical Grade);без температурной компенсации (Uncompensated);интегрированные (Integra­ted);интегрированные датчики давления в шинах (Integrated Tire Pressure Monitor).

Серии датчиков давления Freescale приведены в табл. 1...5, а типы корпусов и их обозначения - на рис. 1.

 

Рис. 1. Корпусное исполнение датчиков

Применение

Некоторые инженеры, получившие техническое задание на разработку изделия на основе измерителя давления, вооружившись датчиком и технической информацией в формате *.pdf, сразу же начинают «изобретать велосипед», то есть разрабатывать новый дизайн, рассчитывать параметры, подбирать компоненты для будущего изделия. Для более быстрой интеграции и отладки изделий на основе датчиков давления компания Freescale предоставляет подробную, классифицированную по задачам, информацию на своем сайте

Описать в данной статье все решения по применению было бы невозможно. Но на некоторых следует остановиться подробнее.

Схема датчика давления с токовым выходом 4...20 мА

Как видно из сводных таблиц, все датчики давления Freescale имеют выходной сигнал по напряжению. Милливольтовый - для датчиков с термокомпенсацией (таблица 1, 2) или без термокомпенсации (таблица 3) и нормализованный (0,5...4,5 В) - для интегрированных (таблица 4, 5). В приведенной на рис. 2 схеме показан пример преобразования сигнала в токовый.

В качестве датчика используется MPX2100DP (с температурной компенсацией без усилителя, см. таблицу 1) на счетверенном микромощном усилителе MC33079 - а1, а2, а3. Токовый конвертор исполнен на дифференциальном усилителе (элементы а1 и а2), из которого выходной сигнал поступает на усилитель а3 через резисторы R3 и R5. Хорошая линейность и малый шум сигнала достигается путем правильного согласования резисторов R3, R4 и R5, R6. Выходной ток с оконечного каскада усилителя а3 усиливается транзистором 2N2222, обеспечивая значение Iвых до 20 мА.

Таблица 1. Датчики давления с температурной компенсацией (Сompensated) Серия Pмакс.,
PSI Pмакс.,
кПа Pмакс.,
"H2O Pмакс.,
см H2O Pмакс.,
мм рт.ст. Uсмещ.,
мВ Uвых.,
мВ Чувстви-
тельность,
мВ/кПа Тип давления A D G MPX2010 1,45 10 40 102 75 ±1,0 25 2,5    • •MPX2053 7 50 201 510 375 ±1,0 40 0,8    •V MPX2102 14,5
14,5 100
100 400
400 1020  
750
750 ±2,0
±1,0 40
40 0,4
0,4  • •V
V MPX2202 29
29 200
200 800
800 2040
1500 1500 ±1,0 ±1,0 40
40 0,2
0,2  • •V MPX2050 7 50 201 510 375 ±1,0 40 0,8   •  • MPX2100 14,5
14,5 100 100 400 400 1020   750 750 ±2,0 ±1,0 40 40 0,4 0,4  • •  MPX2200 29 29 200 200 800 800 2040   1500 1500 ±1,0 ±1,0 40 40 0,2 0,2  • •V

Таблица 2. Медицинские датчики давления с температурной компенсацией (Сompensated Medical Grade)

Серия Pмакс.,
PSI Pмакс.,
кПа Pмакс.,
"H2O Pмакс.,
см H2O Pмакс.,
мм рт.ст. Uпит.,
В U смещ.,
мВ Чувстви-
тельность,
мВ/кПа Тип давления A D G MPXC2011 1,45 10 40 102 75 10 1 n/a     •MPX2300 5,8 40 161 408 300 6 0,75 5     •

Таблица 3. Датчики давления без температурной компенсации (Uncompensated)

Серия Pмакс.,
PSI Pмакс.,
кПа Pмакс.,
"H2O Pмакс.,
см H2O Pмакс.,
мм рт.ст. Uсмещ.,
мВ Uвых.,
мВ Чувстви-
тельность,
мВ/кПа Тип давления A D G MPX10 1,45 10 40 102 75 20 35 3,5   ••MPX12 1,45 10 40 102 75 20 55 3,5   ••MPX53 7 50 200 510 375 20 60 1,2   ••

Таблица 4. Интегральные датчики давления (Integrated) Серия Pмакс.,
PSI Pмакс.,
кПа Pмакс.,
"H2O Pмакс.,
см H2O Pмакс.,
мм рт.ст. Uсмещ.,
мВ Чувстви-
тельность,
мВ/кПа Точность
0...85°C Тип давления A D G MPX4080 11,6 80 321 815 600 4,3 54 ±3,0   •  MPX4100 15,2 105 422 1070 788 4,6 54 ±1,8  •    MPX4101 14,8 102 410 1040 765 4,6 54 ±1,8  •    MPXH6101 14,8 102 410 1040 765 4,6 54 ±1,8  •    MPX4105 15,2 105 422 1070 788 4,6 51 ±1,8  •    MPX4115 16,7 115 462 1174 863 4,6 46 ±1,5  •    MPX6115 16,7 115 462 1174 863 4,6 46 ±1,5  •    MPX4200 29 200 803 2040 1500 4,6 26 ±1,5  •    MPX4250 36
36 250
250 1000 1000 2550 2550 1880 1880 4,7
4,7 20
19 ±1,5
±1,4  • • •MPXH6250 36 250 1000 2550 1880 4,7 19 ±1,5  •    MPXV4006 0,87 6 24 61 45 4,6 766 ±5,0    •V MPXV5004 0,57 4 16 40 29 3,9 1000 ±2,5    •V MPX5010 1,45 10 40 102 75 4,5 450 ±5,0    •V MPX5050 7,25 50 201 510 375 4,5 90 ±2,5    • •MPX5100 14,5 16,7 100
115 401
462 1020 1174 750
863 4,5
4,5 45
45 ±2,5
±2,5  • • •MPX5500 72,5 500 2000 5100 3750 4,5 9 ±2,5    • •MPX5700 102 700 2810 7140 5250 4,5 6 ±2,5  • • •MPX5999 150 1000 4150 10546 7757 4,5 5 ±2,5    •  MPXH6300 44 300 1200 3060 2250 4,7 16 ±1,8  •    MPXH6400 60 400 1600 4000 3000 4,7 12 ±1,5  •    MPXV7007 ±1,0 ±7 ±28 ±70 ±53 4 286 ±5,0    • •MPXV7025 ±3,5 ±25 ±100 ±254 ±190 4,5 90 ±5,0    • •

Таблица 5. Интегральные датчики давления в шинах (Integrated Tire Pressure Monitor) Серия Pмакс.,
PSI Pмакс.,
кПа Pмакс.
(бар) Цифро-
вой
выход Макс.
точность,
-20°C Макс.
точность,
25...70°C Макс.
точность,
25°C Uпит., В Чувствите-
льность,
кПа/отчет Тип
давления A D G MPXY8020A 92,4 637,5 6,4 8-бит ±15 кПа ±7,5 кПа ±4°C 2,1...3,6 2,5 •    MPXY8021A 92,4 637,5 6,4 8-бит ±20 кПа ±7,5 кПа ±4°C 2,1...3,6 2,5 •    MPXY8040A 130,5 900 9 8-бит ±25 кПа ±20 кПа ±4°C 2,1...3,6 5 •   

Рис. 2. Схема датчика давления с токовым выходом

Рис. 3. Схема датчика давления с частотным выходом

Схема датчика давления с частотным выходом 1...10 кГц

Данная схема (рис. 3) может быть использована для всей серии датчиков давления MPX2... (с температурной компенсацией без усилителя (см. таблицу 1)) на счетверенном усилителе MC33274, двух стабилизаторах напряжения MC78L08ACP и преобразователе «напряжение/частота» AD654. Описание работы схемы опустим, так как она проста и легко читаема. Добавлю, что калибровка производится двумя переменными резисторами R3 и R12, где R3 - калибровка нуля, а R12 - всего диапазона выходного сигнала.

Более подробную информацию о применении вы можете получить, отправив письмо по адресу электронной почты Этот e-mail адрес защищен от спам-ботов, для его просмотра у Вас должен быть включен Javascript  с темой письма Freescale.

Заказ образцов и поставка -
e-mail: Этот e-mail адрес защищен от спам-ботов, для его просмотра у Вас должен быть включен Javascript

Вернуться к содержанию номера







Рекомендуемый контент




Copyright © 2010-2017 housea.ru. Контакты: info@housea.ru При использовании материалов веб-сайта Домашнее Радио, гиперссылка на источник обязательна.