該參考設計為使用補償型硅壓力傳感器和高精度delta-sigma ADC的低成本，低功耗液位測量數據采集系統(tǒng)（DAS）提供了設計思路。本文討論了如何選擇補償式硅壓力傳感器，建議系統(tǒng)算法以及提供噪聲分析。它還描述了校準思路，以提高系統(tǒng)性能同時降低復雜性和成本。

簡介

該參考設計是液位測量和控制系列中的第一個。在第1部分中，這里介紹了現代壓力傳感器之間的差異，并著重介紹了微機電（MEMS）溫度補償的硅壓力傳感器的最新進展。現在，這些傳感器的價格合理，并且具有各種封裝，可用于包括液位測量在內的各種精密傳感應用。

然后，該文檔介紹了一種經濟型，低功耗，液位測量數據采集系統(tǒng)（DAS），該系統(tǒng)使用補償的硅壓力傳感器和高精度的delta-sigma ADC。本文將解釋如何選擇補償式硅壓力傳感器。它將建議系統(tǒng)算法，分析噪聲并提供校準思想，以提高系統(tǒng)性能，同時降低復雜性和成本。

測量壓力-回顧

可以說，現代壓力測量是由意大利物理學家Evangelista Torricelli1通過其1643年的水銀氣壓計發(fā)明而開始的。托里切利（Torricelli）在一根長1米的玻璃管中充滿汞，將其一端完全密封，然后將其開口端垂直置于裝有汞的容器中。汞柱降至約760mm，在其水平面上方留有空白。壓力單位Torr是為紀念本發(fā)明人而命名的，其壓力比為1至760標準大氣壓。在世界大多數地方，血壓2均以托（毫米汞柱）為單位進行測量。

現代壓力單位包括國際系統(tǒng)（SI）定義的Pa（帕斯卡）作為主要壓力單位（Pa = N /m2）。在美國，一種流行的壓力測量單位是“ bar”，其單位是磅每平方英寸（PSI）。由于歷史和技術原因，在各種壓力單位之間轉換為標準單位計量是一項非常繁瑣的任務。但是，廣泛可用的免費轉換表或免費在線單位轉換器可使工程師的工作更加輕松。

壓力傳感器主要分為兩類：按測量類型分類：

1.絕對壓力傳感器，用于測量相對于理想真空壓力的壓力。絕對壓力傳感器的一個示例是水銀（Hg）氣壓計，如圖1所示。

氣壓計管中的汞（Hg）會進行調整，直到其色譜柱的重量平衡大氣壓為止。斑紋作用在開放的水庫上。

2.壓差傳感器，用于測量作為傳感單元輸入引入的兩個或多個壓力之間的壓差。這種傳感器的一個應用示例是差壓流量計（圖2），其中流體速度的變化會引起壓力的變化，并產生壓力差ΔP= P1 – P2。

對于這種流量計，體積流量Q通過一個簡單的公式與ΔP相關，該公式可測量流量并確定消耗量。

表壓傳感器是另一種差分傳感器，構造為測量相對于大氣壓的相對壓力。這種傳感器的一個例子是流行的輪胎壓力表。當輪胎壓力表的讀數為零時，它實際上是在給定位置讀取大氣壓力。

編輯：hfy