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事情是这样的,一台进口自美国的气流分析仪,流量部分使用的是一个固定气阻,然后在该气阻前后各接了一根管路出去,连接在一个压差式压力传感器(125PC05D1)P1口和P2口,测量原理是当气流流过这个气阻后,经过阻挡,产生压差,从而被压力传感器探测到,进而得到压差值对应流量值的线性关系,从而测量气流流量。
由于该主机产自90年代,可能那时候的工艺问题或使用不当,当下表现出来的故障是压力传感器零点压力漂移严重,苦于该型号(125PC05D1)产自美国的霍尼韦尔收购的一家叫MICRO SWITCH公司,如今想购买这种老旧的压力传感器几乎不可能,还有就是就算有也在漂亮国,单独每一个本身价值不贵,但是运费远超该零件本身价值,所以购买相同型号替换的想法被彻底磨灭
由于该型号的压力传感是非补偿性压力传感器,故后续信号调制电路设计的比较复杂,电源部分使用了REF01制作了一个恒流源,似乎还做了温度补偿等,下面引用一下一老外对该机设计的介绍{
据我了解,该设备的目的是精确测量呼吸压力。一项同样使用该传感器的专利清楚地解释了为什么选择霍尼韦尔传感器:成本。在设计之初,他们就清楚地意识到 125PC 并非此应用的理想传感元件。更合适的传感器售价约为 300 美元,而 125PC 的售价仅为 20-30 美元。125PC 的精度不错,但遗憾的是,它仅适用于一个与应用并不完全匹配的压力范围。这一点在专利中明确指出。5
psi 的压力大约相当于 345 mbar。 CPAP 或 BPAP 呼吸机的典型吸气压力范围为 10–20 mbar 正压,呼气压力约为 8 ± 5 mbar 正压。这意味着其工作范围仅为 125PC 满量程范围的约 1/18。满量程输出为 70 mV,由此产生的信号电平仅为约 3–4 mV。
如果我们假设所需的分辨率为 1/100 或更高(理想情况下为 1/1000),则采集范围约为 30 µV 至 3 µV。这样的要求对稳定性、偏移调整和漂移提出了重大挑战。Timeter
的解决方案如下:
图 1 显示了 Analog Devices 的一个使用 REF01/02/05 的双极电压源设计示例。箭头之间的“VRef”标注是 ADI 的原始标注。该电路直接复制自数据手册。
图 2 展示了 MicroSwitch 提供的设计,其中描述了他们推荐的带温度补偿的改进型电流源。该设计也完全照搬了数据手册。
图 3 展示了 Timeter 使用 REF01 对精密电压源进行的改进。双极型电压源的物理地被移除,并替换为虚拟地,以使桥式电路的对角线电压保持在零伏。此外,还在“Trim”输入端添加了一个微调电位器。
底部的最终图展示了两个部分的组合。与原始应用建议相比,电阻值仅做了细微的调整。
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信号调制板实物图及原理图如下图所示
5个蓝色电位器,调整的功能如下所示:
1 . 使用R1117将REF01输入端的“Trim”电压调整至10.00V。2 . 使用R1116将桥式电路输出端的电压读数调整至相对于物理地0V。3. 将桥式
电路的两个输出端短接,并使用R1102将仪表放大器的输出调整至U1102输出端的读数为0V。4 . 移除短接,并使用平衡电位器R1104将仪表放大器的输出调整至稳定的零读数。5 . 热电偶:除非其功能明确,否则请勿触碰。// 从电路图中可以看出,恒流源 U1102.1 与双极性电压源是解耦的//
本人花了很长时间希望寻找一种完美替换125PC05D1压力传感器的型号,这几天终于寻获了一款产自NXP的MPX2010DP,就目前来看电源工作电压也是符合10vdc 工作电流6ma。
https://www.alldatasheetcn.com/datasheet-pdf/pdf/188301/FREESCALE/MPX2010DP.html
现有如下问题:
疑问1)MPX2010DP是带补偿型的压力传感器,如果用回原信号调制板,补偿这一块似乎重合了,不知道是否可行?
疑问2)我只考虑了基础的工作性能参数,例如灵敏度为2.5,原125PC05D1为2.0,可以通过调节信号调理板上的R1101(100欧姆电阻)调节增益以适配MPX2010DP高0.5的灵敏度值,但是其它的例如分辨率等我尚未考虑周全的参数是否符合实际使用需求
疑问3)目前我的想法是直接替换掉原压力传感器,然后对R1101电阻做适当调整就能满足实际使用需求,而不重新制作PCB电路板,这样的方案是否有瑕疵。(本人新手,对压力传感器方面替换不是很熟悉)
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