如何选择补偿式硅压力传感器和系统算法

该参考设计为使用补偿型硅压力传感器和高精度delta-sigma ADC的低成本，低功耗液位测量数据采集系统（DAS）提供了设计思路。本文讨论了如何选择补偿式硅压力传感器，建议系统算法以及提供噪声分析。它还描述了校准思路，以提高系统性能同时降低复杂性和成本。

简介

该参考设计是液位测量和控制系列中的第一个。在第1部分中，这里介绍了现代压力传感器之间的差异，并着重介绍了微机电（MEMS）温度补偿的硅压力传感器的最新进展。现在，这些传感器的价格合理，并且具有各种封装，可用于包括液位测量在内的各种精密传感应用。

然后，该文档介绍了一种经济型，低功耗，液位测量数据采集系统（DAS），该系统使用补偿的硅压力传感器和高精度的delta-sigma ADC。本文将解释如何选择补偿式硅压力传感器。它将建议系统算法，分析噪声并提供校准思想，以提高系统性能，同时降低复杂性和成本。

测量压力-回顾

可以说，现代压力测量是由意大利物理学家Evangelista Torricelli1通过其1643年的水银气压计发明而开始的。托里切利（Torricelli）在一根长1米的玻璃管中充满汞，将其一端完全密封，然后将其开口端垂直置于装有汞的容器中。汞柱降至约760mm，在其水平面上方留有空白。压力单位Torr是为纪念本发明人而命名的，其压力比为1至760标准大气压。在世界大多数地方，血压2均以托（毫米汞柱）为单位进行测量。

现代压力单位包括国际系统（SI）定义的Pa（帕斯卡）作为主要压力单位（Pa = N /m²）。在美国，一种流行的压力测量单位是“ bar”，其单位是磅每平方英寸（PSI）。由于历史和技术原因，在各种压力单位之间转换为标准单位计量是一项非常繁琐的任务。但是，广泛可用的免费转换表或免费在线单位转换器可使工程师的工作更加轻松。

压力传感器主要分为两类：按测量类型分类：

1.绝对压力传感器，用于测量相对于理想真空压力的压力。绝对压力传感器的一个示例是水银（Hg）气压计，如图1所示。

气压计管中的汞（Hg）会进行调整，直到其色谱柱的重量平衡大气压为止。斑纹作用在开放的水库上。

2.压差传感器，用于测量作为传感单元输入引入的两个或多个压力之间的压差。这种传感器的一个应用示例是差压流量计（图2），其中流体速度的变化会引起压力的变化，并产生压力差ΔP= P1 – P2。

对于这种流量计，体积流量Q通过一个简单的公式与ΔP相关，该公式可测量流量并确定消耗量。

表压传感器是另一种差分传感器，构造为测量相对于大气压的相对压力。这种传感器的一个例子是流行的轮胎压力表。当轮胎压力表的读数为零时，它实际上是在给定位置读取大气压力。

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