AD7794在高精度低功耗测量装置中的应用 (3)

　　AD7794采用偏移二进制编码，当使用单极性信号时(Ain+ - Ain > 0)，其输入电压与输出数据的关系为：

　　这个D直接代表了被测量。这里，G为总增益。(REF+ - REF-)为差分参考电压，(Ain+ - Ain-)为输入差压信号。

　　而当使用双极性信号时(REF>Ain+ - Ain>0如或0>Ain+ - Ain>-REF，输出特性变为：

　　要用外部参考电压时，由于R5、R7、R11可以忽略，因此有：

　　在理想传感器中，

　　R为测量电桥的总电阻，也即桥臂电阻，静态时R1=R2=R3=R4=R，为测量时的每臂电阻变化量。可见，使用外部参考电压(同时做为传感器电压激励)时，ADC输出数据与传感器变化，即与被测量直接相关，与参考电压的实际值无关!这就对参考电，爱的稳定性要求大大降低了。当然，参考电瓜要符合ADC的量值要求，并且，在一次测量(转换)中仍然要求不变(短期稳定即可)。

　　整个系统适用于高精度低功耗要求的场合。在这里，给整个电桥提供激励的电压也即参考电压取自MSP430F1611的DAC输出端。这样做，既可以保证所加电压的精度和稳定性，又可以在不需要测量信号的时候，可以随时关闭给电桥的供电。当MSP430微处理器进入休眠状态时，也可以使整个系统的芯片连同电路一起处于一个休眠状态，这样可以进一步降低系统功耗。

　　4 AD7794的实验和实测效果

　　为了模拟出实际AD7794的使用场合，将图3中的R1、R2、R3、R4全部用电阻箱代替，电阻箱的精度和分辨率为0．1欧姆。实际测试中，使用的电阻变化量为1欧姆。在测试过程中，Rl、R4作为一组，而R2、R3作为一组，两组阻值分别向不间的方向变化，即一组调大．而另一组调小，以此来模拟传感器上的压差变化，然后将实测数据绘成曲线。实验结果示于下图．其中，纵轴为实测的AD转换结果，横轴为压差变化率，即(V+-Vv)／(VRF+-VREF_)。

　　由图4可以看出，整个AD7794的表现效果令人满意，整个AD转换结果与实际输入的信号成线性变化，而实测的最大线性误差小于l‰。

　　5 结论

　　该系统已成功地应用于低功耗燃气计量装置中，并稳定可靠地运行。与传统方案比较，本系统精度高、功耗小、抗干扰能力强，易于调试，体积小，适合于手持、野外、太阳能供电等多种应用场合。这种方法可以推广应用到低频、缓变等信号的广泛工业测量应用中。

　　本文作者创新点：提出了基于AD7794的高精度超低功耗测量计量装置的设计原理和方法，并以给出了具体的硬件电路，为进一步开发其它类型的测量装置提供了一定的参考作用。