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BP01型压力传感器在便携*中应用

摘要:bp01型压力传感器是为监测血压而专门设计的,主要用于便携式*。它采用精密厚膜陶瓷芯片和尼龙塑料封装,具有高线性、低噪声和外界应力小的特点;采用内部标定和温度补偿方式,从而提高了测量的精度、稳定性以及可重复性,在全量程范围内,精度为±1%,零点失调不大于±300μv。
1、概述
bp01型压力传感器是为监测血压而专门设计的,主要用于便携式*。它采用精密厚膜陶瓷芯片和尼龙塑料封装,具有高线性、低噪声和外界应力小的特点;采用内部标定和温度补偿方式,从而提高了测量的精度、稳定性以及可重复性,在全量程范围内,精度为±1%,零点失调不大于±300μv。
2、bp01的主要性能参数
bp01的内部等效电路和外形封装如图1所示;表1所列为bp01在电源电压vs为5.0v、环境温度ta为25℃时的主要性能参数。
bp01的极限参数如下:
●zui大工作电压:20vdc;
●zui大耐压:1500mmhg;
●工作温度范围:0~70℃;
●引脚焊接温度(zui大值):250℃(2~4秒)。
3、基于bp01的*
3.1工作原理
用bp01构成的便携式*的原理电路如图2所示,它由偏置电源电路(a1、a2)、前置处理电路(a3~a6)、显示电路(a7)和压力传感器(bp01)组成,该*的血压测量范围为0~200mmhg,分辨率为0.1mmhg,工作电源为一节9v迭层电池。现将*中各主要电路的工作原理分述如下:
a.偏置电源电路
电源电路由带有内置参考电压的双运放lm10组成,a1构成同相放大器,a2构成跟随器,它们的作用是将内置的参考电压放大后用作压力传感器bp01的偏置电压vs,其vs的值由下式决定:
vs=vref(1+r2/r3)
式中:vref为lm10的内置参考电压。其值为200mv,将此值连同电路中的r2和r3的值代入上式即可求得偏置电压vs的值为5v。
b.前置处理电路
前置处理电路由a3~a6四个运算放大器组成,其中a3构成失调偏置电路以对电路失调进行补偿;a5构成跟随器,用于对压力传感器bp01的输出信号进行隔离缓冲;a4、a6构成放大电路,其增益av由下式决定:
av=1+(r1/rt)
若忽略失调,前置处理电路的输出电压vout为:
vout=2(1+r1/rt)vin
式中:vin为压力传感器bp01的输出电压。
c.显示电路
显示电路选用三位半的显示驱动器。工作时,压力传感器bp01的输出经前置处理电路放大后,由显示驱动电路来驱动lcd,以读出测量的血压值。
3.2调试方法
a.零压输出调整
在零压输出时,调整失调电位器rp1,在*的显示值为000.0时,即可认为完成了零压输出调整。
b.前置电路增益的调整
压力传感器bp01的满量程输出与偏置电压有一定的关系,当5v偏置时,在200mmhg压力下的输出为10mv,其对应的显示驱动电路的输入为200mv,因此前置电路的增益av为200mv/10mv,这样,利用前面av的计算公式即可反推出增益电阻rt的值。
若选取电阻r1为10kω,则增益电阻rt应为1.1kω。调试时可先用电位器调整输出值,再用万用表测出该电位器的阻值,zui后再换成固定电阻。
c.满量程调整
满量程调整时,先在显示电路的输入端加上200mv电压,然后调整电位器rp2,使其读数为199.9mmhg即可。
上调整完成之后,一般应多重复几次,以使显示值可靠地符合精度要求。
3.3元器件的选择
为保证测量精度,上述电路的外围元器件的选择也是一个不容忽视的重要环节。一般情况下,电位器rp1、rp2应选用1%精度的金属膜多圈电位器;电阻应选用1%精度的金属膜电阻器;电容一般选用聚脂薄膜或者云母电容。
4、结束语
在使用压力传感器bp01和其它器件设计便携式*时,应注意的是:对于不同的偏置电压,其输出也不同,因而前置处理电路的增益应做相应的调整,以满足满量程的不同要求。
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