传感器应用及电路设计 数字传感器的电路设计，跟着芯片哥学你也会

数字传感器的电路设计，跟着芯片哥学你也会

传感器，作为将外部的非电子信号如温度、湿度、气压、亮度等参数转换成电压电流信号的器件，研发硬件工程师在项目的电路设计开发中经常使用，用于测量一些重要的物理量；然而传感器分为两大类，模拟传感器与数字传感器；芯片哥重点讲解数字传感器的特性

1.数字传感器定义：传感器将采集的环境物理量如温度通过内部电路的处理计算，对外输出数字电压或者电流信号，直接可以与单片机的IO引脚连接读取，不需要通过ADC采集功能处理；此类传感器芯片哥之前采用温湿度传感器DHT22就是这个例子

DHT22温湿度传感器

2.数字传感器电路图：

数字传感器由于其内部包含相应的处理电路，因此其外围的应用电路设计就比较简答，只需一个DQ引脚的上拉电阻即可；

3.数字传感器应用说明

数字传感器DHT22采用单总线，单总线即只有一个数据线，传感器的数据交换与控制均由此数据线完成；单总线数据帧格式是一次送出40位数据，高位先出，其时序图如下

起始信号：单片机把数据总线DQ拉低一段时间至少800us，通知传感器准备数据；

响应信号：传感器把数据总线DQ拉低80us，再拉高80us以作为单片机的响应；

数据格式：一次性通过DQ引脚输出40位数据，高位先出；

湿度数据：湿度分辨率是16Bit，高位在前；

温度数据：温度分辨率是16Bit，高位在前；

校验数据：校验位数据=湿度数据高8位+湿度数据低8位+温度数据高8位+温度数据低8位，用于单片机的数据校验，防止采集的数据出错；

DHT22数据位逻辑0与逻辑1的定义

关于数字温度传感器的基本应用原理，看完芯片哥的介绍，你是否也学会使用了呢？

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多款压力传感器的简单应用电路图

压力传感器应用电路对压力传感器传感技术有着重要的意义，前者是后者不断更新的根本。本文主要介绍了应变式压力传感器的应用。

（1）应变片式压力传感器检测电路

应变式压力传感器检测电路及其测压原理传统的应变式压力传感器检测电路如上图所示。图中凡是应变片，贴在受力的弹性体上，R。、Ri和R‘是固定电阻，共同构成检测电路（惠斯登电桥）的四个臂。VCC1为供桥工作电源电压。其工作原理是，当弹性体受到拉力或压力时，贴在其上的工作应变片电阻值改变，因而引起检测桥输出电压变化。通过测量检测桥的输出电压就可知弹性体受力情况如何。

（2）应变片式压力传感器电桥电压电路

电桥电压电路图1中若A端加正电压，C端加负电压，则D端可得正输出电压，而B端可得负输出电压。由于输出电压与电桥电压成正比，所以，若增加电桥电压，放大电路本身长的漂移增大，受应变片允许功耗的限制。因此，电桥电压以不超过6V为宜。　电桥平衡电路通常惠斯登电桥中，由于常这个数值有不可避免地会存在偏差，故在没有加压力的状态下就有输出电压存在，通左右。采用上图所示的简单电路，即可进行零位调整，但这样会影响温度特性，所以必须用压力校正装置和恒温槽等以保证正确的特性。

（3）应变片式压力传感器变换电路

应变片式压力传感器由于用途和压力量程等的差异，故销售产品有各种各样的结构。例如，隔膜型构造的产品，感受压力的膜片上粘贴应变片，检测压力使阻值发生变化。实际压力传感器是由应变片连成的惠斯登电桥，如图1所示，其中加入了各种补偿电阻。R1-R4是应变片电阻，通常为350调整电桥平衡电阻，它是零位温度特性的补偿电阻，通常小于1。为补偿灵敏度温度特加入的。为调整额定输出的电阻，通常为数K。为输入电阻值调整用压力传感器进行测量和控制压力，电桥的输出电压仅为MV级，难以直接使用，需设计一个信号调理电路对传感器信号进行处理放大。信号处理放大电路如图形控制所示。

（4） 应变片式压力传感器放大电路

采用上述输出电压灵敏度为出电压）为：压力传感器，且电桥电压为5V，此时放大电路的输入电压（即电桥输如周围环境温度变化算成漂移为。通过选择时，使输出电压和的变化控制在额定输出以内，则容许放大电路的输入换的失调电压温度系数的一致性，这个数值是比较容易实现的。若输出电压为5V，则增益可600倍。为使输出级和零位调整电路的漂移影响变小，则必须使初级分担的增益增大。上图是应变片式压力传感器放大电路的实例。在检测压力时，因负压为，所以，根据使用目的，也可以使用单一电另外，若在输出级的后面附加电压/电流转换电路，还可以制4-20MA的电流传输型电路。

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