图3 传感器输出信号与激励间关系
图2描述了传感器的温度飘移。传感器仿真器将三个不同温度(室温、热和冷)下的飘移建立了模型。图3为传感器输出信号与激励间关系。通常该信号仅包括二阶非线性。传感器仿真器将传感器响应与所加激励在室温下五个分立点及冷热两种温度下三个分立点的情况分别模拟出来。
传感器温度漂移
输出信号与激励的关系
传感器信号调节系统通常调制激励电压以校正传感器的非线性。由于Vexc的调节可用于校正所加压力的非线性,因此才可以用于为现实传感器建模,即传感器仿真器输入Vexc的变化将直接影响所仿真的桥输出。
图4 视作黑箱的传感器仿真器 图4 表示了视作黑箱的传感器仿真器。注意到Vexc输入、传感器输出和温度信号输出,以及温度输出和传感器输出的控制。温度输出控制有三个 不同温度(室温、高温和低温)。传感器输出有如下输出:0、50%及100%低温、0、25、50、75和100室温、0、50和100%高温。
传感器仿真器可视作黑箱
有 些工程师也许会问,为何提高精度并不能解决问题,比如采用精密电源(如毫伏校正器)模拟传感器输出。使用电压源模拟传感器输出的主要问题 是它不能用传感器的激励电压调制。传感器的电子器件通常用改变传感器激励电压的方式校正非线性,当传感器用于放射滴定时也会变化。在这种模式下,传感器和 电子器件共用一个电源。测试放射滴定电源抑制很难用精确的电源实现。
在模拟传感器的时候需要三个精确电源。一个用于共模信号,一个用于差分信号,另一个用于温度信号(参见图5)。这种设置比本文建议的仿真器方式成本高,而且它需要对每个传感器输出配置进行重设置。而仿真器输出配置仅需设置一次,并通过旋转开关选择。
图5 温度信号电源 仿真传感器所需的三个精密电压源其中之一。