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新型微型传感器特征及在医疗仪中的应用(图)
2007/10/23/10:26  来源:亚太资源网  作者:吴康
 

    首先,由ADC对桥路电压进行量化,根据量化结果,找出一个预先计开算好的四种校正系数(己保存于EEPROM内)送人FSOTCDAC。然后DAC输出电压对桥路激励电流进行调整,调整后的激励电流改变了桥路电压,从而补偿了特定温度下,因传感器的灵敏度改变造成的满偏输出(FSO)误差。为实现平滑校正,桥路电压被用作FSOTCDAC的参考输入,在相邻两个数字补偿点(由ADC提供给EEPROM)之间进行模拟补偿。同样的方法被用于补偿失调的温度漂移(OFFSETTC),所不同的是,OFFSETTCDAC的输出电压被馈人PGA输出端的求和节点(而不是MAX1457的电流源)。

    6.2对上述四种温度校正系数的计算步骤的说明

    首先,将传感器和MAXl457置于最低温度获取不同压力下的传感器数据,然后,再将传感器和MAXl457置于最高温度下获取不同压力下的传感器数据。利用这些极限温度点的数据,专为MAXl457设计的应用软件可计算出四种校正系数:满偏输出(FSO)、满偏输出的温度相关误差(FSOTC)、偏移-失调(Offset)、失调的温度偏移(OFFSETTC),这四种系数可以修正SPRT的一阶误差。

    为获得0.1%的精度,MAXl457允许在特定温度进行补偿,只需对每个规定温度计算FSOTC和OFFSETTC由用户决定校准点的数量(最多至120点)。如果传感器误差具有良好的可重复性,此种SPRT与MAXl457组合可获得优于0.1%的精度。

    MAXl457的补偿技术相对于图3所示的传统方法具有明显优势。MAXl457消除了补偿元件之间的相互影响,这得益于相互独立的失调和满度调整:失调在PGA输出端进行补偿,而FSO的修正通过电流源实现。另一个好处是,由于针对不同温度点进行特定修正,获得更高的精度成为可能。这种方法本质上优于采用外部电阻的方式,因为后者无法在特定温度点对传感器进行精确补偿。

    由于MAX1457所提供的精度可远高于一个呼吸监视仪的要求,之所以选择它,主要是因为它内部还包含一个附加的运放,可以对呼吸监视仪传感器的低电平信号进行放大。由于MAX1457使监视仪可以工作在很宽的温度范围,应用SPRT和MAX1457组合可获得优异的精度,为此它能应用于空间探测及潜水呼吸器等领域。

    7、实用的简化校正方案

    正因为MAX1457所提供的精度可远高于一个呼吸监视仪的要求,所以没有必要采用16位分辨率的DAC进行校正。通常可采用MAX1450信号调理器的简化校补偿方案(见图5所示)。

    7.1MAX1450信号调理器的功能本质与MAX1457相同,只是用电阻代替DAC来进行误差校正。

    因MAX1450采用比MAX1457少得多的校准点,其精度为1%。通常被用于混合方案,该方案将MAX1450和激光微调电阻(图5所示的外接微调电阻)相结合提供了一种低成本的解决方案,即用MAX1450信号调理器配合外部激光微调电阻可提供1%精度。调整图5中的RFSOA微调电阻用来设定初始(FSO)灵敏度,而失调温度漂移(OFFSETTC)的补偿是通过ROFFA和ROTCA微调电阻的调整来实现。

误差

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