数码之家

标题: 想问下压力传感器更换后，由于灵敏度不一样该如何调整 [打印本页]

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作者: icespirit    时间: 2025-6-3 06:33
标题: 想问下压力传感器更换后，由于灵敏度不一样该如何调整


事情是这样的，遇到一台数字压力表，发现上电后零位逐渐有偏移，看起来有点像温度漂移导致的故障，于是尝试调整电路板上各种可调节的电位器，包括恒流源电压调节，零位调节，差分电压零点平衡调节等等，最后似乎都没什么效果，或者说结果都不理想，上电依旧有温度漂移的现象发生，于是计划更换压力传感器，但是原型号的压力传感器如今已经无法买到，测试了原压力传感器的灵敏度曲线，灵敏度值约等于2.09，新的压力传感器通过参数计算灵敏度值约等于3.33,详见下图所示。

现在想用回HI/LO差分放大电路，即仅仅更换压力传感器，我该如何调整这个差分放大电路使得最终输出HI/LO和原来一样？

请看测试视频-》https://v3-cold.douyinvod.com/88 ... C83203F96F785831E4B

电路原理图在这里-》https://we.tl/t-ivCegDY76g
实物图在楼下11楼所示
原压力传感器如下图所示，输入阻抗是5.2k、输出阻抗是3.3k，实际工作电压是8.9v-9.3v，所以我推断应该是工作在1.7ma恒流状态，刚好原理图上REF01J是一个稳压基准源10V的，和LM307运放组成恒流电路，其它关于这个压力传感器的参数就未知了，线性数据在楼下EXCEL表格，由于不知道量程只能象征性的测试下线性，似乎线性度还可以
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作者: clarkzh    时间: 2025-6-3 07:25
你需要把放大倍数调整⬇️，但是需要换贴片电阻。这下不好玩了。

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作者: icespirit    时间: 2025-6-3 07:30

clarkzh 发表于 2025-6-3 07:25
你需要把放大倍数调整⬇️，但是需要换贴片电阻。这下不好玩了。

换哪个电阻？能不能通过计算大概算出换多大的合适？

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作者: icespirit    时间: 2025-6-3 07:35

clarkzh 发表于 2025-6-3 07:25
你需要把放大倍数调整⬇️，但是需要换贴片电阻。这下不好玩了。

下图是原来旧的压力传感器线性数据，我大概测了一段，没有满量程的测量，因为也不知道满量程是多少，还有就是HI/LO输出电压
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作者: cj8510    时间: 2025-6-3 08:59
我们用称重传感器是要校正的，灵敏度是由传感器本身决定。

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作者: icespirit    时间: 2025-6-3 09:09

cj8510 发表于 2025-6-3 08:59
我们用称重传感器是要校正的，灵敏度是由传感器本身决定。

传感器换了，差分放大板不想换，想恢复成原来那样的放大曲线输出该如何改差分放大板？

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作者: ling11052001    时间: 2025-6-3 09:11
如果是电子称，我以前工厂是重新标定的，至少标定三个值

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作者: lbys518    时间: 2025-6-3 09:12
我不知道你的灵敏度是怎么计算的，像我们公司有一款传感器，灵敏度的计算方式如下（满压电压-零压电压）/供电电压/满压压力*1000
下面分别解释一下对应的意思
①满压电压：指满压力下传感器输出的电压，比如满压加到40kPa，对应的输出电压是9mV
②零压电压：指的是传感器在无工作压力的时候输出的电压，比如0.01mV，那计算是需要把这个底数减掉
③供电电压：就是给传感器供的电压，比如供电电压是5V
④满压压力：和①对应，比如满压40kPa，当然也可能是100kPa
⑤1000，指的是mV和V的单位换算，

最终我们公司的传感器灵敏度是5μV/VmmHg

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作者: icespirit    时间: 2025-6-3 09:28

lbys518 发表于 2025-6-3 09:12
我不知道你的灵敏度是怎么计算的，像我们公司有一款传感器，灵敏度的计算方式如下（满压电压-零压电压）/供 ...

压力传感器采用恒流供电，大概约1.5ma左右，最高不超2ma。就是4电阻组成的惠斯通电桥类型的压力传感器，因为原压力传感器找不到数据参数，我只能按照实际测量值计算灵敏度，详见3楼的EXCEL表格数据，取自10(cmh20)点压力值和该压力值对应的电压值2.36mv
我计算的公式是，灵敏度=ΔV/ΔP,代入原压力传感器值即ΔV=2.36-0.31=2.05mv     ΔP=10cmh2o≈0.980638kpa
所以计算得出灵敏度=2.05mv/0.9806kpa≈2.09

新的压力传感器参数请看下图，灵敏度=100mv/30kpa≈3.333
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作者: 天使的魔翼    时间: 2025-6-3 09:42

icespirit 发表于 2025-6-3 09:28
因为原压力传感器找不到数据参数，我只能按照实际测量值计算灵敏度，详见3楼的EXCEL表格数据，取自10(cmh20 ...

我不明白你为什么要调整差分放大电路，这个比例值一般都是固定好的，完全没必要动。

如你上述计算方法无误的情形下，首先要做的就是归零计校正，再做调低恒流源电压，再利用差分电压调整反势误差就行了。

一般来说，压力传感器都在15%左右误差范围，只要是规格一致替换没什么问题。
如果说，厂家有意为止，防止侵权，一般会在冰点电路做点手脚，造成温漂变化，这时候就可以通过微调达到更正目的。

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作者: icespirit    时间: 2025-6-3 09:48

天使的魔翼 发表于 2025-6-3 09:42
我不明白你为什么要调整差分放大电路，这个比例值一般都是固定好的，完全没必要动。

如你上述计算方法无 ...

因为我更换了压力传感器，若不对差分放大修改的话，最终HI-LO曲线会成下图绿色那样的曲线输出，最终达不到主机采样要求呀。
原压力传感器正是由于零点压力值飘了才导致的更换，我自行调整差分放大板很久也没调好，估计是压力传感器老化了导致的，所以才打算换个压力传感器试试

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作者: lingyer1    时间: 2025-6-3 09:48
这么硬核，数字压力表也自己修的？
就算修好了，证书怎么出？

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作者: icespirit    时间: 2025-6-3 10:16

天使的魔翼 发表于 2025-6-3 09:42
我不明白你为什么要调整差分放大电路，这个比例值一般都是固定好的，完全没必要动。

如你上述计算方法无 ...

https://we.tl/t-ivCegDY76g
这连接有2份我绘制的原理图，是根据PCB实物图绘制的，一份看的比较乱，是根据实物直接绘制的，另一份是一位网友整理过的，看着相对清爽一些。如果能调好那就再好不过了，故障现象是开机后S+和S-即传感器输入电压温飘约0.31mv左右，差分放大板无论怎么调整也补偿不了这个温飘，不知道是什么问题导致的问题

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作者: clarkzh    时间: 2025-6-3 11:08
楼主对这个下来很多功夫，我就奇怪了，再买一个多少钱呀？

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作者: clarkzh    时间: 2025-6-3 11:09
还是想我一样，喜欢挑战，纯爱好维修？奉献？

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作者: lbys518    时间: 2025-6-3 11:26

icespirit 发表于 2025-6-3 09:28
压力传感器采用恒流供电，大概约1.5ma左右，最高不超2ma。就是4电阻组成的惠斯通电桥类型的压力传感器，因 ...

如果是惠斯特电桥，那跟我们的传感器工作原理是一样的，你的这个电路应该是外围调整校准用的，如果找不到合适的传感器，我觉得最终怎么调整可能都没用，需要修改对应的电阻值了，毕竟他的可调范围是有限的。

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作者: wlife    时间: 2025-6-3 11:34
换温漂低的运放

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作者: icespirit    时间: 2025-6-3 12:20

lbys518 发表于 2025-6-3 11:26
如果是惠斯特电桥，那跟我们的传感器工作原理是一样的，你的这个电路应该是外围调整校准用的，如果找不到 ...

所以很是奇怪，最开始以为是时间久了，像厂家说的那样，即每年需要校准，毕竟老机子好几年都没校准了，于是尝试重新进行校准，我还谨慎起见不敢乱跳那些蓝色的电位器，后来绘制出原理图后发现用于调温飘的最多也就是那个R1109(TC)电位器，其它都是电源相关等等其它的调整，可是调了这个TC也没见多大改善，怀疑是不是压力传感器老化了导致温飘变大了的问题，所以才想着换个压力传感器试试，苦于同型号的根本买不到，而且数据手册也是找不到的，请看视频https://v3-cold.douyinvod.com/88 ... C83203F96F785831E4B

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作者: icespirit    时间: 2025-6-3 12:44
正如视频中所示的那样，HI-LO电压从刚开始上电的0.28v电压持续在降低，压力传感器输出电压s+和s-从-0.35mv在逐渐升高，若这个时候直接进入系统必报错误代码，而是需要等待大约20-30分钟，也就是最后电压变化小了以后进入才能进入系统。
希望各位论坛大佬看下，有没有遇到类似的情况，帮忙分析下该如何校准或更换压力传感器，感谢

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作者: 邪恶海盗    时间: 2025-6-3 13:58

lbys518 发表于 2025-6-3 09:12
我不知道你的灵敏度是怎么计算的，像我们公司有一款传感器，灵敏度的计算方式如下（满压电压-零压电压）/供 ...

我X，论坛牛人多啊，我之前在假货宝买过一款用于称重，不便宜

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作者: 天使的魔翼    时间: 2025-6-3 15:36

icespirit 发表于 2025-6-3 09:48
因为我更换了压力传感器，若不对差分放大修改的话，最终HI-LO曲线会成下图绿色那样的曲线输出，最终达不到 ...

从上述实物图来看，说几点个人看法：
我有点怀疑，你原压力传感器并没有坏，而是几个芯片插脚、插座有氧化，而且几颗“黄豆”估计也不行了。你现在更换了传感器，就得反推那几颗补偿电阻的值，这就比较麻烦了。另外，差分放大电路没必要调整，LM346N输入电压、电流对于后续影响不小。


1、电压基准IC，实物图左边金属壳疑似REF01电压基准IC，旁边应该是运放，如果输出电压不稳，第一个就要怀疑这个运放了；
2、标识“zero”应该就是调零电位器，右边电阻为1+3，R1113应是主电阻；
3、R1105、R1107与旁边电阻网络器组成应该就是平衡桥。

据此，无压力时电桥的输出电压为零，当其腔内受到压力作用时，椭圆形截面发生变化，使电阻应变片的阻值发生变化，电桥便有不平衡电压输出，这样就得到了与压力成正比的电压信号。
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为了对零点漂移、温度漂移、非线性等进行补偿，确保仪表使用条件内的高精确度，这儿使用了LM346N四路放大器，正好对四个可调电阻器，与之组成了简化版华沙夫斯基（Warshawsky）电桥。

在基准电阻器不变、检零计正常的情况下，为使得任何左右对称的电阻调节到相同的比例，需要通过可调电阻器进行微调，达到四个节点平衡，而非去调整输出电压。

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作者: lb0577    时间: 2025-6-3 15:45

lbys518 发表于 2025-6-3 09:12
我不知道你的灵敏度是怎么计算的，像我们公司有一款传感器，灵敏度的计算方式如下（满压电压-零压电压）/供 ...

根据您提供的计算方式，我们可以确认传感器的灵敏度计算是正确的。下面是计算过程的详细解释：
灵敏度计算过程

    满压电压：当传感器受到其设计的最大压力（满压压力）时，输出的电压值。例如，满压电压为9mV。
    零压电压：传感器在没有受到任何压力（即压力为0）时输出的电压。例如，零压电压为0.01mV。
    供电电压：为传感器提供工作电源的电压值。例如，供电电压为5V。
    满压压力：传感器设计能够承受的最大压力值。例如，满压压力为40kPa。
    单位换算：将输出电压从mV转换为V，以便与其他参数（如供电电压）保持一致的单位。换算系数为1000，即1V = 1000mV。

计算公式
灵敏度=供电电压×满压压力满压电压−零压电压​×1000
代入数值
灵敏度=5V×40kPa9mV−0.01mV​×1000
计算步骤

    计算满压电压与零压电压之差：
    9mV−0.01mV=8.99mV
    将差值从mV转换为V：
    8.99mV=0.00899V
    计算供电电压与满压压力的乘积：
    5V×40kPa=200V⋅kPa
    计算灵敏度：
    灵敏度=200V⋅kPa0.00899V​×1000
    简化计算：
    灵敏度=2000.00899​×1000
    灵敏度=0.00004495×1000
    灵敏度=0.04495mV/kPa

结论
因此，根据您提供的计算方式和参数，传感器的灵敏度为 0.04495mV/kPa。这个计算过程是正确的，符合传感器灵敏度的定义和计算方法。

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作者: icespirit    时间: 2025-6-3 16:15

天使的魔翼 发表于 2025-6-3 15:36
从上述实物图来看，说几点个人看法：
我有点怀疑，你原压力传感器并没有坏，而是几个芯片插脚、插座有氧化 ...

感谢，你好像没仔细看完我的视频，那我就再详细叙述一下。
压力传感器就是零点温飘非常厉害（从冷机一直到热机，电压变化了约0.31mv，时间需要20-30分钟），你看线性似乎也是可以的，这就是我一直在测试它的原因，一度怀疑压力传感器老化了的结果是温飘不稳了么（头一次遇到）

1、这里电压不稳我指的是差分放大输出电压，即HI-LO电压随着压力传感器输入S+和S-变化而变化，从视频中你可以看出，每当压力传感器S+和S-变化未到1mv时，HI-LO电压就已经变了。而金属壳REF01电压基准IC是给压力传感器提供偏置电压的基准，这里的电压是非常稳定的，实测这里的电压即传感器VCC（DUP4）和GND（DUP2）的电压，最开始未调整的时候是9.3v



2、这个标识“zero”调零电位器，实际并未起调零作用，原因在于请看下图，我说说我实际的调整感受，目前为止R1123(VB SET)我始终未调过，R1116（ZERO）我进行了调整，发现压力传感器的供电电压，即VCC（DUP4）和GND（DUP2）从最初的9.3v变化为8.9v。而HI-LO该变化依旧变化，s+和s-也是一样，也就是说调整R1116（ZERO）并未影响到HI-LO和s+和s-.

接着我调整了R1104(XD BAL)也就是平衡S+和S-输入电压的，说句实话调整R1104(XD BAL)确实能够平衡S+和S-输入电压,但是这个平衡也就是电压归零似乎和热机有关联，每当我在热机状态好调整的很好了，s+和s-不再出现电压偏差了，但是只要重新启动一次，前面调整好的平衡全部没用了，感觉像没有保存一样，又要重新来过，这就是我真实的感受。

R1102(NULL)这没什么悬念，这个电位器是调整HI和LO电压输出值的，最后是调整这个R1109(TC)，我原本以为这个是可以调整压力传感器的温飘，结果调整了并没有什么明显的作用
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最后所有的可调电位器基本调整过了，HI-LO变化依旧如故，所以我就想着尝试换个压力传感器试试能不能改善，另外说一声，我将压力传感器4个插脚位接了4个4k左右的电阻组成的模拟“惠斯通电桥”试过，排除了差分放大板的故障可能，温飘有一点，不会像接压力传感器这么大的变化范围，若大佬怀疑我可以重现一次实验，并拍摄视频给你看

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作者: 天使的魔翼    时间: 2025-6-3 17:27

icespirit 发表于 2025-6-3 16:15
感谢，你好像没仔细看完我的视频，那我就再详细叙述一下。
压力传感器就是零点温飘非常厉害（从冷机一直到 ...

可能我上面说得有些杂乱，实际上你要查的就是两个地方：
1、REF01基准IC出来的电压值；
2、主基准电阻。

也就是说，基准电压不准，后面都等于白搭，因为这段时间在玩REF80电压基准IC，所以对于美信REF01有所了解，这颗IC本就是20ppm/℃、25uVP-P，本身温漂大、噪声也大。
所以，让你检查一下OP插脚、插座是有原因，这些地方很容易引起基准电压漂移问题。

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作者: icespirit    时间: 2025-6-3 17:44

天使的魔翼 发表于 2025-6-3 17:27
可能我上面说得有些杂乱，实际上你要查的就是两个地方：
1、REF01基准IC出来的电压值；
2、主基准电阻。

REF01基准是和几个运放组成反馈，也就是通常说的恒流电路，我测试基准是要脱开压力传感器测试？还是直接带载（压力传感器）测试？如果是带载测试我是测试过了的，也就是C1105两端的电压为8.9v


去掉压力传感器的状态下C1105从上电瞬间的8.41v 一直上升到8.62v ，时间是10分钟



去掉LM307上电后测量C1105电压为3.34v,是否需要继续去掉U1102.1运放继续测试？
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作者: icespirit    时间: 2025-6-3 17:49

天使的魔翼 发表于 2025-6-3 17:27
可能我上面说得有些杂乱，实际上你要查的就是两个地方：
1、REF01基准IC出来的电压值；
2、主基准电阻。

单独测试了压力传感器的温飘，请看视频，电压从0.15mv 一直升到0.53mv,时间是10分钟左右，最后电压基本维持在0.53mv-0.54mv不在升高，我不知道这样的温飘是否正常

https://v.douyin.com/6Qo56dCrzPA

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作者: icespirit    时间: 2025-6-4 08:52
告诉各位大佬一个好消息，旧款压力传感器似乎找到了型号，请看下图

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作者: icespirit    时间: 2025-6-4 19:05


想问下是否有大神能够看懂数据手册，我这款压力传感器对应的即是125pc系列，量程应该是0-5psi ，满量程输出电压是70 +/-1.5mv，压力精度是不是+/-0.15%?
因为翻译过来这个参数对应的是重复性和迟滞性。

还有零漂移量，我看到数据手册上写着是+/-1mv,但是温度误差这里又有个零点漂移+3mv.我就搞不懂我将2个端口开放着状态，往这个压力传感器加电源后测量S+和S-出现的电压偏移到底是算温度漂移还是算零点漂移？还是2个参数要累加才是正确的实际表征量

希望能读懂的帮忙解释一下，若可以的话能推荐一款完全互换的压力传感器那就再好不过了。感谢
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作者: fengwx2008fe    时间: 2025-6-5 07:17
换上新传感器看温漂规律，如好可试在1.3输出切断加电位器衰减

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作者: icespirit    时间: 2025-6-5 08:20

fengwx2008fe 发表于 2025-6-5 07:17
换上新传感器看温漂规律，如好可试在1.3输出切断加电位器衰减

我能不能尝试购买压力精度为14 +/-0.3mv这样的压力传感器，进行完美替换？似乎想找参数类似的压力传感器好像很难，还没想明白该如何找

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作者: fengwx2008fe    时间: 2025-6-5 08:38

icespirit 发表于 2025-6-5 08:20
我能不能尝试购买压力精度为14 +/-0.3mv这样的压力传感器，进行完美替换？似乎想找参数类似的压力传感器 ...

我不是搞仪表的，（看你是维修人的执念，公司的买不到就整体换新得了）在买不到原型配件的情况下我觉得还是用灵敏度高的好，接近或小可能得动差分放大部分

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作者: shiyutong    时间: 2025-6-5 08:41
运放都装插座了，先换运放试一试呗。另外，换了新传感器输出还飘不飘啊？

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作者: lbys518    时间: 2025-6-5 08:53

icespirit 发表于 2025-6-3 09:28
压力传感器采用恒流供电，大概约1.5ma左右，最高不超2ma。就是4电阻组成的惠斯通电桥类型的压力传感器，因 ...

对了朋友，我突然想到一点，既然你说的是恒流供电，那就不可能是1.5ma，最大不超过2ma了，恒流就应该是恒定2ma，我还是认为应该是恒压供电，因为电桥的输入阻抗是一定的，所以在相应工作电压下，会让你误以为是恒流供电，况且传感器恒流供电也不符合常理。

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作者: icespirit    时间: 2025-6-5 09:45

lbys518 发表于 2025-6-5 08:53
对了朋友，我突然想到一点，既然你说的是恒流供电，那就不可能是1.5ma，最大不超过2ma了，恒流就应该是恒 ...

请看技术参数上标注的
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作者: icespirit    时间: 2025-6-5 09:52

lbys518 发表于 2025-6-5 08:53
对了朋友，我突然想到一点，既然你说的是恒流供电，那就不可能是1.5ma，最大不超过2ma了，恒流就应该是恒 ...

REF01基准这里(U1104)，它5脚接了一个R1117可调电阻，REF01是一个10v的基准没错，但是接了R1117可调电阻,我可以简单的认为REF01就变成一个可调电源即低于10V输出的电源，再加上LM307我看着像是一个缓冲器的样子，反正功能大概是稳压的作用。正常状态我测C1105两端的电压是8.9v，去掉压力传感器的状态下C1105从上电瞬间的8.41v 一直上升到8.62v ，时间是10分钟.去掉LM307上电后测量C1105电压为3.34v.

会不会是电压太低了导致的结果？数据手册上说0-10V，不超过12v，但是实际测量在8.9v-9.3v


这个R1116可调电位器，感觉放在这里也是和电源有关似乎和零无关，因为我无论怎么调好像始终无法调零，不知道我这样理解对不对

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