【经验】采用差分传感器信号调节器ZSC31050设计0~10V模拟量输出的传感器应用

时间： 2019-04-19 来源：IDT（Renesas收购）

技术问答

实际应用中，有很多物理量的测量都采用电阻桥式测量电路，物理量的变化会引起四个电阻相应的变化，施加一个电压在桥的两端，两个桥臂中心点的电位会因为四个电阻的变化产生电位差，通过这个电位差我们就能测量出这个物理量。这种桥式测量电路通常用于测量压力、位移、温度、速度、加速度、扭矩等。图1为一个桥式测量电路。这个电路施加电压为U，桥式电路输出信号为Uo。

图1 桥式测量电路

IDT公司推出一款面向桥式传感器的，高精度信号放大和传感器特定校正的传感器信号调节器ZSC31050。ZSC31050内部集成一个16位RISC微控制器，能够运行多项式校正算法，对传感器的偏移、灵敏度、温漂和非线性等进行数字补偿。ZSC31050几乎可适应任何桥式传感器类型。它可以连接单独的温度传感器，进行环境温度补偿，具有双向数字接口I2C、SPI和ZACwire，可以输出模拟电压信号，4-20mA电流信号，PWM信号，片内集成EEPROM可存储校正参数。本文介绍一个采用ZSC31050设计的传感器测量电路，输出0~10V模拟量信号。图2为采用ZSC31050的0~10V模拟量输出电路图。

图2 采用ZSC31050的0~10V模拟量输出电路图

如图2所示，配置外围电路器件和编程设置ZSC31050芯片可以将此电路配置为比例电压输出、0～10V电压输出或者4～20mA电流输出方式。电路配置为比例电压输出时，外部供电范围2.7～5.5V，供电接入V+，D1短路，经过T4连接到VDDA引脚，R1不接，R2设为0Ω，电桥工作在比例电压激励模式，输出经OUT引脚，R3、RC1、R7都设为0Ω，输出信号范围与供电电压成比例关系。电路配置为0～10V电压输出，外部供电范围7～48V，供电接入V+，经D1防止反接，T4不接，芯片内部稳压，VGATE引脚控制T1，稳压输出5V到VDDA，OUT引脚控制T2，再控制T3，在VOUT_NR输出0～10V电压信号。对ZSC31050进行编程配置，可以进行温度补偿及输出范围的标定等。

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