专为校正电阻桥式传感器而开发的数字输出传感器信号调节器ZSC31014

ZSC31014数字输出传感器信号调节器是IDT（RENESAS收购）推出的一款功能丰富的COMS集成电路，用于差分输入信号的高精度放大和模数转换。ZSC31014非常适合低成本应用，可以对测量信号执行偏移、一阶和二阶跨度、一阶和二阶温度补偿，专为校正电阻桥式传感器而开发，可通过内部或外部传感器测量提供校正的温度输出。信号偏移、灵敏度、温度和非线性的数字补偿是通过运行校正算法的内部数字信号处理器完成，并将校准系数存储在高度可靠的非易失性EEPROM中。

ZSC31014数字输出传感器信号调节器提供I2C输出或SPI输出方式两种接口输出方式，输出通讯接口方式比较灵活，可轻松配置为I2C或SPI方式输出测量和校正桥值，采用I2C接口方式输出时，还可与IDT评估套件中提供的PC控制校准软件进行配置和校准操作，极大的简化ZSC31014的编程。传感器经过信号调理器之后采用数字输出方式（I2C或SPI）具有快速且精确的特点，简化了电路外围器件并消除了多道校准程序所带来的设计成本。

图2  ZSC31014数字输出传感器信号调节器内部构成与应用示意框图

ZSC31014数字输出传感器信号调节器支持2.7V~5.5V的宽电压供电范围，电流消耗低至70uA（取决于编程采样速率），低功耗睡眠模式下电流消耗低于2uA，精度可高达±0.1％FSO （-25至+ 85°C），用作二阶充电平衡模数转换器时，在采样率超过2kHz时可提供低噪声的14位精度数据输出。芯片内置温度补偿，可用于用于传感器校正和校正温度输出，且内置传感器偏移、灵敏度、温度漂移和非线性的数字补偿，集成片上诊断功能增加了应用的安全性（如EEPROM签名、桥接连接检查、桥接短路检测），使得该型器件应用较为简单快捷。

图3  ZSC31014数字输出传感器信号调节器应用电路原理图

ZSC31014数字输出传感器信号调节器专用于差分输入信号的高精度放大和模数转换，可用于半桥电路电压测量，也可用作通用差分A2D转换器，可在-40°C至+125°C范围内工作，采用SOP8封装，可应用于工业（楼宇自动化、数据记录仪、压力计、泄漏检测监控）、医疗（输液泵、血压计、气垫、呼吸暂停监护仪）、白色家电/电器（液位、制冷剂）、消费电子（身体监视器、便携式监视器、桌面气象站、浴室秤、玩具/游戏）等领域。

ZSC31014数字输出传感器信号调节器的特征及优点：

•宽电源电压：2.7V至5.5V；

•电流消耗低至70μA，具体取决于编程的采样率；

•低功耗睡眠模式（<2μA@ 25°C）；

•工作温度：-40°C至+ 125°C；

•小型SOP8封装；

•高精度（±0.1％FSO @ -25至+ 85°C;±0.25％FSO @ -40至+ 125°C）；

•二阶充电平衡模数转换器，采样率超过2kHz时，可提供低噪声，14位数据；

•快速上电至数据输出响应时间：4MHz时3ms；

•内置传感器偏移、灵敏度、温度漂移和非线性的数字补偿；

•8个可编程模拟增益设置与数字增益项相结合;适用于跨度<1mV / V和高偏移的桥式电路；

•内置温度补偿，用于传感器校正和校正温度输出；

•48位客户ID字段，使得模块具有可追溯性；

•通过I2C接口实现简单的PC控制配置和单程数字校准; SPI接口则用于测量模式；

•无需外部调整器件；

•片上诊断功能增加了应用的安全性（如EEPROM签名、桥接连接检查、桥接短路检测）；

•具有低功耗睡眠模式，可延长电池寿命（电池供电应用）；

•可用于多个传感器拓扑应用；

ZSC31014数字输出传感器信号调节器的典型用途：

工业：楼宇自动化、数据记录仪、压力计、泄漏检测监控；

医疗：输液泵、血压计、气垫、呼吸暂停监护仪；

白色家电/电器：液位、制冷剂；

消费电子：身体监视器、便携式监视器、桌面气象站、浴室秤、玩具/游戏；