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LCR数字电桥的硅应变计

发表时间:2013-08-29  |  点击率:505
  LCR数字电桥基本知识
  数字电桥的测量对象为阻抗元件的参数,包括交流电阻R、电感L及其品质因数Q,电容C及其损耗因数D。因此,又常称数字电桥为数字式LCR测量仪。其测量用频率自工频到约100千赫。基本测量误差为0.02%,一般均在0.1%左右。
  
  数字电桥的原理
  LCR电桥是精密测量电阻或其他模拟量的一种有效的方法。本文介绍了如何实现具有较大信号输出的硅应变计与模数转换器(ADC)的接口,特别是Σ-Δ ADC,当使用硅应变计时,它是一种实现压力变送器的低成本方案
  
  硅应变计
  1硅应变计的优点在于高灵敏度,它通过感应由应力引发的硅材料体电阻变化来检测压力。相比于金属箔或粘贴丝式应变计,其输出通常要大一个数量级。这种 硅应变计的输出信号较大,可以与较廉价的电子器件配套使用。但是,这些小而脆器件的安装和连线非常困难,因而增加了成本,限制了它们在粘贴式应变计应用中 的使用。
  
  2不过,用MEMS工艺制作的硅压力传感器却克服了这些弊病。这种MEMS压力传感器采用了标准的半导体工艺和特殊的蚀刻技术。这种特殊的蚀刻技术可 选择性地从晶圆的背面除去一部分硅,从而生成由坚固的硅边框包围的、数以百计的方形薄膜。而在晶圆的正面,每一个小薄膜的每个边上都植入了一个压敏电阻, 用金属线把小薄片周边的四个电阻连接起来就形成一个惠斯登数字电桥。zui后,使用钻石锯从晶圆上锯下各个传感器。这时,硅传感器已经初具形态,但还需要配备压力 端口和连接引线方可使用。这些小传感器便宜而且相对可靠,但受温度变化影响较大,而且初始偏移和灵敏度的偏差很大。