a和b的差异还在于对第二阶段比如仪表放大器输入端的共模电压范围。同等情况下,b方式可以获得更小的共模电压值。不过对于一般实际应用而言,由初级输入共模电压产生的输出信号偏差在很多仪表放大器下都微不足道,所以a方式也是非常普遍的。当然,输入共模电压的大小也会影响仪表放大器的选择。

图-5 恒流源激励下的仪表放大+偏置
在此类传感器中,差分信号Vdiff
在0点的电压会有负值出现(如+/-2mV),则单端供电的设计需要添加偏置来抬高最后放大信号在0点的电压位置,以避免产生向下截止。一般仪表放大器第二级增益为1,添加偏置之后的输出信号为:


图-6 硅压阻电桥温补和校准电阻网络(恒压)-NPI-15VC
图-6所示是温补的另外一种形式。其0点和桥臂TCR的稳步调整和横流方式相同,但是在FSO方面的温补和校准使用了串联电阻的形式(图-6中的R6,7)。
这里需要对我们的规格书上的输入阻抗作一点调整。正是由于这两个串联电阻,此类电桥的输入阻抗典型值一般为10kohm,而不是5kohm。
我们再参考公式2,3,5和6,在串联电阻之后,TCR和TCS都被相应减小。小编就不展开了,大家可以用前面的公式代进入试推导一下。
这类温补校准之后的产品,0点和FSO都较好地实现了一致性,产品的应用会简化为如下的方式。信号的放大处理可以较好地利用比率的方式进行,这样即使激励电压稍有变化,因为和ADC参考电平一致,就可以相互抵消。在产品规格书中,可能推荐使用了10VDC大小的激励,对应的FSO为100mV。如果需要,当然可以使用5VDC激励,相应的FSO也会降到约50mV,此时需要留意信噪比的变化。

图-7 硅压阻电桥电压激励方式及差分放大
其他无源温补还可以通过使用NTC和电桥串联的方式,以实现温度上升时,NTC电阻减小,因为TCR>0,从而电桥的分压可以相应进一步增加,以此与负增长的TCS进行抵消。同理,还可以考虑使用温度系数同样为负增长的二极管导通电压,三极管等方式进行温补。不过和工艺成熟而且可控的电阻温补校准方式相比,后者更加高效,成本可控。
除以上无源方式之外,采用调理芯片也是一种非常广泛的校准方式。由于调理芯片可以通过测量不同温度下多组压强对应的输出值,只要保存若干参数就可以通过内置的方式进行插值运算并得出需要的模拟或者数字方式输出值。部分参考应用文档《复杂介质兼容性的集成温感二极管背压式绝压传感器PT1907》。