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ZHCUB80C August 2004 – July 2023 PGA309

圖 2-14 更正了電橋拋物線非線性度與壓力間的關(guān)系

在每個終端應(yīng)用中，應(yīng)檢查線性化電路限制，以確保在允許的范圍內(nèi)運行。

表 2-5 和表 2-6 說明了幾個典型系統(tǒng)應(yīng)用的線性化范圍。這些表考慮了 PGA309 線性化電路的內(nèi)部限制，并假設(shè)通過 V_OUT 調(diào)節(jié)來處理過量程和欠量程限制以及故障檢測。對于未列出的特定終端應(yīng)用，一旦為系統(tǒng)設(shè)計選擇了 V_REF、V_OUTMAX、V_OUTMIN 和線性化范圍，可使用以下公式來計算關(guān)鍵設(shè)計值：

V_{EXC MAX}：在 V_{OUT MAX} 時使用方程式 7
V_{EXC MIN}：在 V_{OUT MIN} 時使用方程式 7
B_VMAX（可補償?shù)淖畲蠓蔷€性）：使用 K_LIN+MAX 計算 +B_VMAX 并使用 K_LIN–MAX 計算 –B_VMAX，按照方程式 4 求解 B_V 的結(jié)果如下：
- 對于范圍 0：
  K_{LIN ?MAX} = ?0.166
  K_{LIN +MAX} = +0.166
- 對于范圍 1：
  K_{LIN ?MAX} = ?0.124
  K_{LIN +MAX} = +0.124
V_{Lin DAC MAX} = ((V_REF/4) – V_{OUT MAX}/10) ≥ 300mV
V_{EXC MAX} ≤ V_SA ? 0.5V
K_{LIN ?MAX} ≤ K_LIN ≤ K_{LIN +MAX}

當(dāng)使用線性化電路時，為了確保橋式傳感器輸出共模電壓保持在 PGA309 輸入規(guī)格范圍內(nèi)，可以使用方程式 7 來計算滿量程信號 (V_{OUT MAX}) 時的 V_EXC。如果未使用共模或溫度檢測附加電阻與橋式傳感器進(jìn)行串聯(lián)，則橋式傳感器輸出的共模電壓 (V_CM) 為 V_EXC 的一半。

在使用 PGA309 進(jìn)行傳感器校準(zhǔn)的過程中，可采用兩個步驟。首先，使用初始增益和失調(diào)電壓以及 K_LIN = 0（Lin DAC 設(shè)置為零）來測量傳感器電橋的非線性。使用得到的傳感器非線性 (B_V)，計算 K_LIN、增益和失調(diào)電壓的值。然后，可進(jìn)行第二次校準(zhǔn)測量來調(diào)整 K_LIN，以考慮線性化電路中的失調(diào)電壓和失配。這個校準(zhǔn)過程最容易通過 PGA309 設(shè)計人員套件及相關(guān)軟件和校準(zhǔn)電子表格來執(zhí)行，這些軟件和校準(zhǔn)電子表格可從 www.ti.com 下載。

表 2-4 PGA309 建議運行條件

情況 1	情況 2	情況 3	情況 4
0.057	0.075	0.112	0.075	K_{LIN +MAX}

范圍 0
K_EXC	0.83	FSS	0.005	V/V
K_{LIN +MAX}	-0.166
K_{LIN –MAX}	0.166

表 2-5 范圍 0 — 典型系統(tǒng)應(yīng)用和最大非線性校正

V_{SA MIN} (V)	V_{SA MAX} (V)	V_REF (V)	ADC REF (V)	V_{OUT MIN} (V)	V_{OUT MAX} (V)	范圍 0 +B_{V MAX}				范圍 0 ?B_{V MAX}				范圍 0
V_{SA MIN} (V)	V_{SA MAX} (V)	V_REF (V)	ADC REF (V)	V_{OUT MIN} (V)	V_{OUT MAX} (V)	+B_V (0.025= 2.5%)	V_{EXC MAX}⁽¹⁾ (V)	V_{EXC MIN} (V)	G	?B_V (?0.025= ?2.5%)	V_{EXC MAX} (V)	V_{EXC MIN} (V)	G	LinDAC MAX > 0.3V？ (V)
2.7	5.5	2.5	2.5	0.175	2.225	0.0136	2.202	2.104	167.73	-0.0454	2.046	1.706	240.38	0.4025
2.7	5.5	2.5	2.048	0.123	1.761	0.0143	2.207	2.095	138.38	-0.0354	2.055	1.783	183.77	0.4489
4.5	5.5	4.096	2.5	0.175	2.175	0.0231	3.761	3.429	106.36	-0.0259	3.371	3.039	131.64	0.8065
4.5	5.5	4.096	4.096	0.246	3.564	0.0371	3.991	3.441	166.26	-0.0447	3.359	2.808	236.32	0.6676
4.5	5.5	4.096	2.048	0.143	1.782	0.0191	3.695	3.423	88.70	-0.0210	3.376	3.104	105.61	0.8458
4.7	5.5	4.5	4.5	0.27	4.185	0.0275	4.204	3.780	176.76	-0.0483	3.690	3.040	257.54	0.7065
5	5.5	5	5	0.3	4.65	0.0188	4.499	4.200	176.76	-0.0483	4.100	3.378	257.54	0.785

(1) 受 0.5V V_EXC 飽和電壓的限制。

表 2-6 范圍 1 — 典型系統(tǒng)應(yīng)用和最大非線性校正⁽¹⁾⁽²⁾⁽³⁾

PGA309 V_SA 工作范圍		PGA309 V_REF	系統(tǒng) ADC REF	PGA309 V_OUT 線性范圍		PGA309 +B_{V MAX}	PGA309 V_EXC 范圍適用于 +B_{V MAX}		PGA309 增益 V_OUT/ V_{DIFF IN} 適用于 +B_{V MAX}	PGA309 ?B_{V MAX}	PGA309 V_EXC 范圍適用于 ?B_{V MAX}		PGA309 增益 V_OUT/ V_{DIFF IN} 適用于 ?B_{V MAX}	PGA309 LinDAC 最大值校驗
V_{SA MIN} (V)	V_{SA MAX} (V)	V_REF (V)	ADC REF (V)	V_{OUT MIN} (V)	V_{OUT MAX} (V)	范圍 0 +B_{V MAX}				范圍 0 ?B_{V MAX}				范圍 0
V_{SA MIN} (V)	V_{SA MAX} (V)	V_REF (V)	ADC REF (V)	V_{OUT MIN} (V)	V_{OUT MAX} (V)	+B_V (0.025= 2.5%)	V_{EXC MAX} (V)	V_{EXC MIN} (V)	G_T	?B_V (?0.025= ?2.5%)	V_{EXC MAX} (V)	V_{EXC MIN} (V)	G_T	LinDAC MAX > 0.3V？ (V)
2.7	5.5	2.5	2.5	0.175	2.225	0.0439	1.576	1.322	260.17	-0.0552	1.278	1.024	400.35	0.4025
2.7	5.5	2.5	2.048	0.123	1.761	0.0358	1.518	1.315	215.76	-0.0429	1.285	1.082	302.87	0.4489
4.5	5.5	4.096	2.5	0.175	2.175	0.0272	2.400	2.152	166.69	-0.0312	2.108	1.860	215.03	0.8065
4.5	5.5	4.096	4.096	0.246	3.564	0.0435	2.572	2.160	258.02	-0.0543	2.099	1.688	393.13	0.6676
4.5	5.5	4.096	2.048	0.143	1.782	0.0226	2.351	2.148	139.44	-0.0253	2.112	1.909	171.72	0.8458
4.7	5.5	4.5	4.5	0.27	4.185	0.0464	2.859	2.373	273.88	-0.0588	2.307	1.821	429.97	0.7065
5	5.5	5	5	0.3	4.65	0.0464	3.177	2.637	273.88	-0.0588	2.563	2.023	429.97	0.785

(1) 需要過量程和欠量程限制以及故障檢測。

(2) 使用 FSS 來計算一個代表性增益值 (G_T) 以確保完整性。

(3) 范圍 1，K_EXC= 0.52，K_{LIN ?MAX} = ?0.124，K_{LIN +MAX} = 0.124，F(xiàn)SS = 0.005V/V