LH001-55：壓力變送器方案
壓力傳感器是工業(yè)實踐、儀器儀表控制中較為常用的一種傳感器，并廣泛應(yīng)用于各種工業(yè)自控環(huán)境，涉及水利水電、鐵路交通、生產(chǎn)自控、航空航天、軍工、石化、油井、電力、船舶、機床、管道等眾多行業(yè)。目前，壓力傳感器在醫(yī)療行業(yè)應(yīng)用中也有著明顯提升，如精度、可靠性、穩(wěn)定性、體積等參數(shù)較以往都取得了突破發(fā)展，并在呼吸器械、輸液泵、壓力泵、診斷器械和多種監(jiān)護儀中扮演著關(guān)鍵角色，壓力傳感器助推醫(yī)療數(shù)字化進程。什么是壓力傳感器呢? 壓力傳感器是指能按照一定的規(guī)律將壓力信號轉(zhuǎn)換成可用、可輸出的電信號的器件或裝置，通常由壓力敏感元件和信號處理單元組成。它主要是由測壓元件傳感器、測量電路與過程連接件等組成的（進氣壓力傳感器）。壓力傳感器市場調(diào)研顯示，在全球市場中，壓力傳感器在傳感器整體市場中的份額占比在20%左右，僅次于流量傳感器，是第二大傳感器產(chǎn)品類型。全球壓力MEMS市場達到16.85億美元，由于新冠疫情，預(yù)計到2020年將略微降至16.45億美元。到2026年，整個市場預(yù)計將增長至22.14億美元，復(fù)合年增長率為4%。ADC(模數(shù)轉(zhuǎn)換器)作為工控測量系統(tǒng)的核心部件，負責(zé)將壓力傳感器的模擬信號進行模數(shù)轉(zhuǎn)換后，送給主控MCU進行校正等一系列的處理。
圖1壓力變送器方案
LH001-55壓力變送器方案
領(lǐng)慧立芯推出的LH001-55， 是一款低噪聲 24 位Σ△ADC，提供完整的高分辨率測量解決方案。最高有效位達（ENOB）可達到23位。集成多路選擇 MUX 和增益可調(diào) PGA，可靈活處理差分或單端信號�？删幊虨V波器允許用戶在分辨率和輸出速率之間做最優(yōu)的選擇。芯片內(nèi)部集成了可編程激勵電流源以及溫度傳感器。同時集成了 12 位電壓輸出型 DAC。4-線SPI 接口，支持菊花鏈擴展多路 ADC 實現(xiàn)同時采樣。圖2位芯片的結(jié)構(gòu)框圖。該芯片還有一個亮點就是在正電源電壓的條件下可以精準(zhǔn)測量小于-0.1V的絕對負壓信號。
圖2結(jié)構(gòu)框圖
圖3是LH001-55的評估板，主要是由AFE(LH001-55), 通用MCU等組成。領(lǐng)慧立芯提供全套的軟件演示方案。演示程序可以執(zhí)行采樣ADC輸入信號，將數(shù)據(jù)通過1500000串口波特率發(fā)送。使用串口調(diào)試助手可以讀取數(shù)據(jù)。數(shù)據(jù)格式為：通道，ADC CODE, 電壓（mV），例程同時還有DAC和電流源輸出。
圖3 LH001-55 評估板
圖4 壓力變送器應(yīng)用實例
LH001-55的關(guān)鍵指標(biāo)
低噪聲可編程增益放大器（PGA）和高分辨率 24 位模數(shù)轉(zhuǎn)換器（ADC）
−最高有效精度（ENOB）23位
−可編程增益：1/2/4/6/8/12/24/48
− 4 路差分輸入或者 8 路單端輸入
− 支持增益誤差、失調(diào)誤差自校準(zhǔn)
− 最大積分非線性：13 PPM/FS
− 可編程輸出速率：2.5SPS-30kSPS
− 連續(xù)采樣模式：525µ A
− 休眠電流：0.2 μA
12 位電壓輸出型數(shù)模轉(zhuǎn)換器（DAC）
− 輸出范圍：0~2.5V
− 支持最大電阻負載 1kΩ，電容負載 200pF
集成溫度傳感器
集成兩路可編程激勵電流源：
− 100nA/50μA/100μA/250μA/500μA/ 750μA/1mA
內(nèi)置16MHz振蕩器，±3%精度
電源
− 模擬：2.4V 至 3.6V
− 數(shù)字：1.7V 至 3.6V