如何做四線(xiàn)傳感器的誤差補(bǔ)償？

采用雙阻性元件與四導(dǎo)線(xiàn)的電阻壓力傳感器廣泛用于各種壓力監(jiān)控應(yīng)用。當(dāng)壓力升高時(shí)，一只電阻的阻值增加，另一只電阻則下降。用電阻傳感器做精確的測(cè)量需要補(bǔ)償線(xiàn)路電阻產(chǎn)生的損耗，尤其是當(dāng)線(xiàn)路長(zhǎng)度達(dá)到數(shù)十米時(shí)。本例中補(bǔ)償方式的基礎(chǔ)是導(dǎo)線(xiàn)有相等的電阻：RL1=RL2=RL3=RL4=RL(圖1)。

圖1，測(cè)量電路測(cè)三個(gè)點(diǎn)的值，微控制器就可以計(jì)算出傳感器值。

微控制器或計(jì)算機(jī)可以通過(guò)傳感器元件RS1和RS2上的差分電壓，計(jì)算出傳感器的電阻。電阻RA、RREF和RB以及傳感器電阻限制通過(guò)RS1和RS2的電流。電路采用了AnalogDevices公司的AD7705ADC測(cè)量傳感器值，它有三個(gè)偽差分輸入端，提供16位分辨率。在本應(yīng)用中，AD7705工作在緩沖模式下，即，輸入偏置電流小于1nA。在緩沖模式下，模擬輸入端可以承受大的源阻抗，但絕對(duì)輸入電壓值必須從地電平加50mV，直到漏-漏電壓減去1.5V。電阻RB提供一個(gè)輸入共模電壓。

測(cè)量取決于基準(zhǔn)電阻RREF的值。要得到最高精度，RREF的公差必須為0.01%，并且必須有小的溫度系數(shù)。為避免傳感器的自發(fā)熱，應(yīng)以脈沖方式提供激勵(lì)電流;軟件通過(guò)Q1控制脈沖的寬度。

AIN1+,AIN1-計(jì)算RL;

AIN2+,AIN2-計(jì)算RS2+RL;

AIN1-,AIN2-計(jì)算RS1+RS2+RL。

用減法就可以計(jì)算出電阻RS1和RS2。AD7705有一個(gè)用于放大小輸入信號(hào)的PGA(可編程增益放大器)。器件有自我校準(zhǔn)和系統(tǒng)校準(zhǔn)選項(xiàng)，消除了器件或系統(tǒng)中的增益誤差與偏移誤差。

壓力測(cè)量取決于電阻比，以及方程P=F(RS1/RS2,T)中的溫度。參數(shù)T是電阻傳感器溫度依賴(lài)性的一個(gè)補(bǔ)償系數(shù)，T=F(RS1+RS2)。