压力变送器的恒流激励该按哪个精度等级配置
我们标定变送器时发现,同一批芯体换一块激励板,满量程输出就差了万分之几。想问:桥路激励该用比例式、基准式还是斩波稳零的恒流源,不同精度等级怎么配?
恒流激励在信号链里的位置
应变式与扩散硅压阻芯体多为惠斯通电桥,灵敏度以 mV/V 标注,激励稳定性会等比例折算成满量程误差:激励变化 0.01%,灵敏度约跟着变 0.01%FS。恒流激励下输出与激励电流成正比,长线传输时引线电阻不进入桥臂分压;代价是桥路电阻温度系数带进输出,需温补处理。
三类恒流源各自解决什么
- 比例式:激励电流与 ADC 参考取自同一基准,比值运算抵消基准长期漂移,码值只反映桥臂电阻相对变化,适合内置 ADC、成本敏感的中高精度变送器(约 0.2~0.5 级)。它抵消的是基准漂移,取样电阻比值温漂、基准噪声与同步性仍留在结果里。
- 基准式:带隙基准经运放与低温漂取样电阻做 V-I 转换,电流精度由基准初始误差、温漂与电阻精度共同决定,给出可独立标定的激励量,适合 0.1 级及以上、ADC 参考与激励相互独立的场合,代价是温漂叠加,需全温区补偿。
- 斩波稳零型:斩波稳零运放构成恒流环,把失调与 1/f 噪声压到 μV 量级,适合微伏级桥路输出、激励取 0.5~1 mA 抑制自热、接高分辨力 Δ-Σ ADC 的数字压力表与标准器;代价是斩波纹波需滤波、建立时间较长。
怎么权衡
- 先按整机不确定度预算反推激励允许的稳定性,再定类型,而不是按器件档次堆料。
- 激励电流同时看桥路电阻与自热,电流偏大带来的芯体温升会转成零点漂移。
- 长线、多通道、供电波动大的现场,比例式配四线制比提高基准等级更划算;按 JJG 882 检定时激励条件须与实际一致。
维护与通用选型原则
按精度等级、介质温度与供电方式定激励和补偿方案:温区宽、精度要求高的选基准式或斩波稳零并配全温区标定,供电与线阻变化大的优先比例式。日常实测激励电流、核对取样电阻温漂,按规程周期复校,别把激励漂移误判成芯体老化。