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好的测量大气压强电路方案,有没难度?

 李清龙1023 2023-11-04 发布于安徽
大气压强,如何测量?
假如你是这个项目开发的负责人,作为研发工程师的你,心里有没有好的电路方案呢?也许有小伙伴们说,这还不简单吗?
测量大气压强,不就是用一个压强传感器吗?再加上一个模拟量的ADC采集电路,送入到MCU单片机进行计算,结果不就出来了吗?
芯片哥承认,这是对的。只是这些都是理论值,与实际的项目开发还存在很遥远的一段距离。
首先,压强传感器的型号那么多,如何确定适合自己项目的具体型号呢?
其次,测量压强的温度补偿,如何去校准?
别的不说,就一个校准的开发工作量,就够工程师受的了。冬天的温度,你要校准;夏天的温度,你要校准;室内的温度,你要校准;室外的温度,同样也需要校准。
这些不同温度的环境,气压传感器它测量出来的气压值与实际值,它们的偏差如何去弥补?

01 BM1390GLV-Z气压传感器


可能有小伙们会有疑问,测量大气压强,怎么还需要考虑温度啊?
这是肯定需要的啊,我们在中学阶段就知道,一个关于气体压强的恒等式
PV = nRT
P是气体压强,V是气体的体积,n是气体分子的数量,R是一个常数,T是气体环境的温度。
从这个式子,可以看到,相同的环境下,气体的压强是与温度成正比的,温度越高,气压越强。
比如,工程师可以用气压传感器,测量汽车轮胎的胎压,在夏天的时候,明显压强就会高出冬天的很多。
回到正题,BM1390GLV-Z气压传感器,就是Rohm罗姆的一个具有温度补偿功能的数字接口传感器。
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BM1390GLV-Z气压传感器---Rohm罗姆

它能测量气压的范围在300hPa ~ 1300hPa。这个气压是什么概念呢?
举个例子,我们的标准大气压大概是1000hPa,也就是说BM1390GLV-Z气压传感器能测量的压强,大概是1.3个标准大气压。同时,低压,它也能测量。
至于测量的精度,可以控制在±0.06hPa左右。

气压传感器的原理


就BM1390GLV-Z气压传感器而言,它的测量原理是用一个硅膜(受压敏感元件)再加上一个电阻桥
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气压传感器原理

不同的压强,作用在硅膜上,会产生不同的压力。这些压力会作用在电阻桥上,使得电阻桥的阻值发生了变化,通过电路检测出这些变化的阻值,就能测量出相应的大气压强了。
这就是气压传感器的测量原理。
细心的小伙伴,应该有留意到,气压传感器的图片(第一张),它的左上角有一个小孔。这个小孔就是让外界的气体进入传感器内部的,从而实现气体压强的测量。

气压传感器的电路


具体该怎么应用这个罗姆Rohm的气压传感器呢?尤其是工程师希望知道的应用电路。
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BM1390GLV-Z气压传感器电路
传感器,它只有10个引脚,其中3个是电源相关的引脚,4个是NC引脚,另外3个是测量结果的输出引脚。
其中有IIC通信,一个是SDA,一个是SCL。工程师可以通过IIC通信读取传感器测量的气压值。
DRI是传感器的中断输出引脚功能。
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BM1390GLV-Z气压传感器内部电路
从它的内部电路,也可以看出,传感器内部包含了一个温度传感器采集功能,自身具备了测量过程中的温度补偿功能,可以省去了工程师的开发工作量。

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测量结果寄存器值

至于测量的结果,工程师按照IIC通信的协议,读取传感器内部的相应寄存器,只需少量的软件代码开发工作量,就能完成。
来源:芯片哥

@电路一点通

《电路一点通》


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