薄膜压力传感器电路图解析以及讲解

薄膜压力传感器是一种用于测量各种机械、电气、力学或微电子设备（如电机控制及电子仪器等）所承受的压力和位移的传感器。薄膜压力传感器最大特点是它不受外界环境因素的影响，几乎所有机械系统都可以用它来测量压力和位移。我们在设计时应尽可能选择具有较高灵敏度、低噪声度和抗干扰能力的薄膜压力传感器。通常应将薄膜压力传感器的灵敏度与其输入电压等效为一定比例：根据输入电压计算出信号输出，也可根据输出信号中有无变化来确定膜片的电阻大小。

1.薄膜压力传感器电路图

传感器电路由压力传感器的膜片、连接膜片和缓冲管组成。当电路中被测介质遇到压力时，即会引起膜片内部的电阻增大、使其抗干扰能力下降和产生压差信号。因此一般在传感器中加入抗干扰电容和缓冲管等器件以提高其抗干扰能力。传感器的电路图如图1所示。当被测介质压力为10 MPa时，缓冲管1引脚和缓冲管2引脚分别与缓冲管1上的电压和电流相连；当被测介质压力为20 MPa以上时（或在20 MPa以下、最大工作温度200℃下),缓冲管2引脚和缓冲阀3的开度均调为0.1 mV。因此该传感器的输出信号不会发生变化，电路中的输出信号均通过驱动电路处理后得到。

2.薄膜压力传感器电路图输入电压输出

在系统中，当传感器的输入电压为零时，其输出电压为 V。系统输入电压输出可按以下方式确定：式中 V——输出电压。

3.负载电阻

由于膜片被压入负载端的阻力很小，所以通过负载电阻也可以使输出电压和负载阻抗成正比。当输出端施加较大压力时，负载电阻可以减小1Ω/cm。因此，在负载阻尼元件处不能直接将触发器的触发线接到负载上。

4.膜片电阻的测量与误差补偿

在对膜片电阻进行测量时，先测量两个膜片的间隙电压，然后将电阻按最小值配置为 A电压，经过一段时间后，再按最大值配置到 B之间。这时如果两块膜片间隙大小相同，则当两块膜片的间隙大小相等时测量的电阻小于测量值。若此时有误差存在时，则将偏差补偿到所需差量并使输出信号正常；若二者相差太大时就需要进行误差补偿了。

5.控制电路

薄膜压力传感器电路图为了控制电阻、电容，采用了一个电路结构，如图6所示。由该电路可以对薄膜压力传感器进行补偿，如图6所示为了补偿该电阻因长期工作产生的热量造成的电阻值变化从而对膜电阻进行补偿。如图7所示为一个可编程控制电阻R1、R3分别与2脚截止电容C2、C3相连，控制电阻R1、R2的接通和断开分别与C2的断开相连。通过上述电路调节R1、R3的极性，控制电路可以达到对薄膜压力传感器电阻进行一定调节的目的。这些器件结构简单，可直接在主板上进行安装、调试和维修。其电路原理图如图8所示，由该集成电路、可编程薄膜压力传感器及其外围器件组成了一个薄膜压力传感器内部网络系统[1]。