高精度智能傳感器補償與標定系統(tǒng)的研究與開發(fā).pdf

1、硅壓阻式壓力傳感器因具有高靈敏度、良好的線性度和動態(tài)響應特性而得以廣泛應用。但是由于傳感器制造工藝的限制和硅材料的溫度漂移特性,硅壓阻式壓力傳感器在寬溫區(qū)工作時會產生較大的零點溫度漂移誤差和靈敏度溫度漂移誤差,使用之前必須對其進行補償。論文在分析研究現有補償方法的基礎上,提出了使用壓力傳感器專用智能信號調理芯片ZMD31050對硅壓阻式壓力傳感器的溫度誤差進行補償并同時實現標定的方案,設計開發(fā)了高精度智能壓力傳感器補償系統(tǒng)。
　　

2、 系統(tǒng)硬件方面,設計了三種以ZMD31050為核心的傳感器信號調理電路；設計了以MSC1211為核心的通信板卡電路,用于實現PC機與ZMD31050之間的信息交換,由基于24位高精度∑-△模數轉換器的信號采集電路模塊、I2C接口電路模塊、復位及保護電路模塊、RS232和RS485接口電路模塊、基于PCB干簧繼電器的多路接口切換模塊和電源模塊組成。
　　 系統(tǒng)軟件方面分為下位機軟件設計、上位機軟件設計和上下位機通信軟件設計。下位

3、機程序以Keil C51為開發(fā)工具,采用C語言編寫,緊密結合單片機的硬件資源,使用模塊化的設計思想,提高了代碼的利用率。上位機以LabWindows／CVI為開發(fā)平臺,編制了基于Windows操作系統(tǒng)的應用軟件,對傳感器補償和標定的全部過程都是通過操作應用軟件的人機對話界面完成。在應用軟件中,基于通信板卡上的高精度模擬信號采集電路,并結合非線性校準算法,設計了虛擬的高精度電壓表模塊,以輔助傳感器的校準和標定；設計了訪問ACCESS數據庫

4、的模塊,可方便的存儲校準過程中產生的數據。上下位機通信采用了自行設計的通信協(xié)議,采用自行定義的數據幀進行通信,加入多重校驗,提高通信的穩(wěn)定性。
　　 為了提高系統(tǒng)運行的穩(wěn)定性和可靠性,分別從軟硬件兩個方面采取一系列的抗干擾措施,主要包括對電源和地的處理,印刷電路板的設計,“看門狗”技術和數字濾波技術等。
　　 經測試實驗,系統(tǒng)虛擬電壓表經校準之后,精度為0.05％,滿足系統(tǒng)要求；傳感器經過該系統(tǒng)補償和校準后,有效地減小了