1. 產(chǎn)品概述與技術(shù)原理
MPX5700AP是恩智浦(NXP)半導(dǎo)體推出的一款高精度絕對(duì)壓力傳感器,采用單片硅壓阻技術(shù)制造。該傳感器屬于MPX5700系列,專為寬壓力范圍測(cè)量場(chǎng)景設(shè)計(jì),提供與施加壓力成正比的模擬電壓輸出。
技術(shù)原理:
基于壓阻效應(yīng),傳感器內(nèi)部的硅膜片在壓力作用下發(fā)生形變,導(dǎo)致嵌入的應(yīng)變電阻阻值變化。這種阻值變化通過惠斯通電橋轉(zhuǎn)換為電信號(hào),再經(jīng)片上的ASIC電路進(jìn)行放大和補(bǔ)償,輸出高線性度的模擬電壓。
封裝設(shè)計(jì):
采用6引腳SIP(單列直插)封裝(Unibody-6),帶有一個(gè)徑向倒鉤接口(直徑4.93mm),便于連接氣管。其環(huán)氧樹脂殼體提供IP等級(jí)防護(hù),適應(yīng)工業(yè)環(huán)境的粉塵和濕度挑戰(zhàn)。
2. 詳細(xì)技術(shù)參數(shù)
下表總結(jié)了MPX5700AP的核心性能指標(biāo):
參數(shù)項(xiàng) |
數(shù)值 |
單位/說明 |
工作壓力 |
15~700 |
kPa (2.18~101.53 PSI) |
過載壓力 |
2800 |
kPa (406 PSI) |
供電電壓 |
4.75~5.25 |
VDC |
工作電流 |
≤10 (典型7) |
mA |
輸出電壓范圍 |
0.2~4.7 |
V |
靈敏度 |
6.4 |
mV/kPa |
零壓偏移 |
0.184~0.409 |
V |
工作溫度 |
-40~+125 |
℃ |
補(bǔ)償溫度 |
0~85 |
℃ (精度±2.5%) |
響應(yīng)時(shí)間 |
1 |
ms |
總誤差帶 |
±2.5% |
(0~85°C范圍內(nèi)) |
注:滿量程輸出(FSO)典型值為4.7V,零位偏差范圍0.184V~0.409V,需在設(shè)計(jì)中校準(zhǔn)消除。
3. 設(shè)計(jì)特點(diǎn)與技術(shù)優(yōu)勢(shì)
MPX5700AP融合多項(xiàng)創(chuàng)新技術(shù),滿足嚴(yán)苛工業(yè)需求:
溫度補(bǔ)償與信號(hào)調(diào)理
片上集成溫度傳感器和補(bǔ)償電路,在-40°C至125°C全工作范圍內(nèi)自動(dòng)校正溫漂誤差,尤其在0°C~85°C區(qū)間保證±2.5% 的高精度。輸出信號(hào)經(jīng)放大后可直接連接微控制器的ADC引腳,無需外部運(yùn)放。
快速響應(yīng)與魯棒性
響應(yīng)時(shí)間僅1ms,適用于動(dòng)態(tài)壓力監(jiān)測(cè)(如氣動(dòng)系統(tǒng)脈沖檢測(cè))3。環(huán)氧樹脂單體結(jié)構(gòu)(Unibody)提供卓越的機(jī)械強(qiáng)度和介質(zhì)兼容性,最高可承受2800kPa過壓。
易用性設(shè)計(jì)
單電源5V供電(兼容4.75~5.25V),輸出為線性電壓信號(hào)(0.2V~4.7V),典型應(yīng)用電路僅需簡(jiǎn)單RC濾波即可接入MCU。
4. 典型應(yīng)用場(chǎng)景
憑借寬量程和高可靠性,MPX5700AP適用于以下領(lǐng)域:
汽車電子
發(fā)動(dòng)機(jī)歧管壓力監(jiān)測(cè)、制動(dòng)系統(tǒng)氣壓檢測(cè)、燃油蒸發(fā)控制系統(tǒng)(EVAP)。
工業(yè)控制
壓縮機(jī)氣壓反饋、氣動(dòng)閥門控制、HVAC風(fēng)壓監(jiān)測(cè)。
醫(yī)療設(shè)備
呼吸機(jī)氣道壓力管理、透析機(jī)液體壓力監(jiān)控。
消費(fèi)電子
無人機(jī)高度計(jì)(通過大氣壓換算海拔)。
5. 接口與使用指南
引腳功能定義(6-SIP封裝):
Vout:模擬輸出 (0.2V~4.7V)
GND:電源地
Vs:電源輸入 (+5V)
4~6. NC:懸空引腳
設(shè)計(jì)注意事項(xiàng):
電源濾波:建議在Vs引腳就近添加0.1μF陶瓷電容,降低電源噪聲。
輸出校準(zhǔn):零點(diǎn)偏移可通過MCU軟件校準(zhǔn)(如在零壓時(shí)讀取基準(zhǔn)值并存儲(chǔ))。
過壓保護(hù):若測(cè)量環(huán)境存在壓力尖峰,需在氣路添加機(jī)械泄壓閥。
6. 選購與替代方案
封裝選項(xiàng)
MPX5700AS:功能參數(shù)完全相同,封裝改為表面貼裝(SMT),適用于自動(dòng)化貼片生產(chǎn)。
替代型號(hào)建議
低量程:MPX4250AP (20~250kPa)
數(shù)字輸出:NXP KP236 (I2C接口,±1.5%精度)
7. 總結(jié)
MPX5700AP作為NXP經(jīng)典壓力傳感器,以±2.5%精度、700kPa寬量程和工業(yè)級(jí)可靠性成為中高壓測(cè)量領(lǐng)域的標(biāo)桿產(chǎn)品。其5V供電與模擬輸出特性大幅簡(jiǎn)化系統(tǒng)集成,特別適合需要直接對(duì)接MCU的嵌入式設(shè)計(jì)。對(duì)于新項(xiàng)目開發(fā),若需SMT封裝可選MPX5700AS;若追求更高精度或數(shù)字接口,可評(píng)估NXP新一代傳感器(如KP系列)。