任务介绍
本次选择的任务是做一款电桥式压力传感器信号调理模块,具体任务如下:
设计一款电桥式压力传感器信号调理模块;
处理电阻式压力传感器输出信号,实现线性放大与偏移校正;
调理电路:仪表放大器(增益可调)+ 可调零位补偿(可调);
PCB尺⼨: 40mm x 25mm;
主要器件:需在DigiKey官网上有货且正常售卖。
我们本次选择的传感器是热敏电阻,主要器件是一个放大器。
模块介绍
本次设计的模块主要基于INA823DR进行设计,INA823DR是德州仪器(TI)推出的高精度仪表放大器,专为差分信号放大和桥式传感器调理设计。其核心优势在于通过三级运放架构实现高共模抑制比(CMRR)和低噪声性能,典型CMRR达120dB以上,可有效抑制工业环境中的共模干扰。该器件内置激光微调电阻网络,匹配精度达0.01%,确保差分信号放大时的线性度误差小于0.001%。其输入阻抗高达10Ω,避免对桥式传感器(如应变片)产生负载效应,同时支持通过外部电阻(RG)灵活调节增益(1~1000倍),适配不同压力传感器的输出范围(如2mV/V~5mV/V)。在桥式压力调理应用中,INA823DR能直接处理电桥输出的毫伏级差分信号,通过内部精密放大和滤波,输出与压力变化成比例的电压信号。
INA823DR芯片DigiKey链接:https://www.digikey.cn/zh/products/detail/texas-instruments/INA823DR/15853913
原理图和PCB模块介绍
原理图
PCB
本次的设计在结构允许的基础上进行了扩展,电位器太占地方。
3D效果图
模块主要性能指标和管脚定义
主要性能指标
核心芯片 | 压力传感器调理模块 |
输出接口 | 排针 |
通信功能 | 模拟输出 |
板卡尺寸 | 30*25 |
管脚定义
输出接口:
管脚属性 | 管脚名 | 管脚编号 |
P | GND | 1 |
P | 3.3V | 2 |
I/O | OUT-A1 | 3 |
I/O | OUT-A | 4 |
eZ-PLM上新建物料和项目的截图
使用了eZ-PLM系统上传了自己的工程文件,方便保存记录各个版本,也可随时查阅,系统里查阅不到的物料也支持手动添加。
物料添加展示图
项目详情图
心得体会
本次参与项目的开发实际上有很多优秀的参考设计可以参考,也希望可以学习这个优秀设计的内容,进而锻炼自己的硬件设计能力和PCB的绘制能力,通过不断的模块化的设计可以尽可能多的接触更多的新器件,在了解其基本特性的前提下,学习使用他们,这是一次非常不错的机会,加油!