硅应变计与Σ-Δ ADC接口：电阻电桥在压力变送器中的应用

"这篇应用笔记主要讨论了电阻电桥在电子设计中的应用，特别是与硅应变计和Σ-Δ模数转换器(ADC)的接口设计，重点关注高输出的硅应变计在压力变送器等MEMS设备中的使用。文章介绍了硅应变计的高灵敏度特性和在MEMS工艺中的优势，同时也提到了其对温度敏感及初始偏移的问题，并通过压力传感器的应用示例进行了详细解释。" 在电子设计中，电阻电桥作为一种精密测量电阻和其他模拟量的工具，其重要性不言而喻。在【标题】"电子设计基础：电阻电桥基础（二）"中，作者深入探讨了如何将具有大信号输出的硅应变计有效地与模数转换器（ADC）相结合，特别强调了Σ-Δ ADC在这一过程中的作用。Σ-Δ ADC因其高分辨率和良好的噪声性能，成为与硅应变计配合构建低成本压力变送器的理想选择。 【描述】中提到的“电阻电桥基础”在第一部分已经涵盖了基本概念和小信号输出的应变计，如粘贴丝式和金属箔应变计。而第二部分则更聚焦于高输出的硅应变计，讨论了它与Σ-Δ ADC的兼容性，并展示了如何计算适应特定非补偿传感器所需的ADC分辨率和动态范围。文中还分析了构建比例电路时，如何匹配ADC和硅应变计的特性，并提供了一个采用电流驱动传感器的简化应用电路示例。 硅应变计，如在【部分内容】中所述，以其高灵敏度区别于传统的金属箔或粘贴丝应变计。它们的体电阻变化在应力作用下产生较大的输出信号，降低了对昂贵电子元件的需求。然而，硅应变计的小型化和易损性增加了安装和连接的复杂性，限制了它们在某些应用中的使用。尽管如此，硅应变计在MEMS技术中找到了新的应用场景，比如硅压力传感器。这些传感器通过半导体工艺和特殊蚀刻技术制造，形成全桥工作的惠斯登电桥，能够批量生产且成本较低。 然而，硅压力传感器面临温度敏感性问题，导致较大的初始偏移和灵敏度偏差。这些问题需要通过补偿电路或者软件校正来解决。文章通过压力传感器的案例，详细阐述了这些原理和挑战，显示了电阻电桥和硅应变计在实际应用中的考虑因素和解决方案。 总结来说，这篇资源详细介绍了电阻电桥与硅应变计的结合，特别是Σ-Δ ADC在实现高精度测量中的应用，揭示了硅应变计在MEMS领域的重要地位，并通过对压力传感器的分析，展示了实际设计中可能遇到的问题和应对策略。这对于电子设计者和相关领域的工程师而言，是一份极有价值的学习资料。