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壓力傳感器微弱信號(hào)處理與溫度線性的補(bǔ)償

發(fā)布時(shí)間:2023-10-12??????發(fā)布人:長(zhǎng)沙澤天??????點(diǎn)擊:

澤天傳感在壓力傳感器開(kāi)發(fā)研究領(lǐng)域具有豐富的經(jīng)驗(yàn)和成功案例,除壓力傳感器制造工藝外,在傳感器中設(shè)計(jì)應(yīng)用的的微弱信號(hào)處理電路方面有以下幾點(diǎn)提請(qǐng)?zhí)貏e注意。

1、可精確放大0~0.5mV的弱電信號(hào);

2、將0~0.5mV的信號(hào)或更大的輸入電信號(hào),線性變換為0~5V、1~5V;0~20mA;4~20mA等多種形式的輸出;

3、電路中采用的高性能單片微處理器,可對(duì)輸入信號(hào)的非線性、溫度漂移等誤差,逐點(diǎn)進(jìn)行數(shù)字化修正,精度可達(dá)0.01%,無(wú)須額外的其他補(bǔ)償元件補(bǔ)償;

4、電路工作溫度范圍寬:-55℃~150℃。

5、數(shù)字電路設(shè)計(jì)原理如圖1所示,

壓力傳感器電路組成原理圖

圖1 電路組成原理圖

零點(diǎn)和滿量程溫漂補(bǔ)償方案,零點(diǎn)和滿量程溫漂采用查表補(bǔ)償法,補(bǔ)償原理如下表。

零點(diǎn)和滿量程溫漂補(bǔ)償方案

在一個(gè)恒定的溫度點(diǎn),通過(guò)計(jì)算機(jī)或手操器的按鍵將對(duì)應(yīng)溫度點(diǎn)的零點(diǎn)誤差相對(duì)值和滿量程溫漂絕對(duì)值,記錄到單片機(jī)的FLASH中,當(dāng)單片機(jī)正常工作時(shí),根據(jù)采樣的溫度值,查表得該溫度點(diǎn)的零點(diǎn)誤差和放大倍數(shù),按照下列公式計(jì)算傳感器未經(jīng)線性補(bǔ)償?shù)妮敵鲋怠?

D3=(D1+D2)*S

式中:D3——傳感器未經(jīng)線性補(bǔ)償?shù)妮敵鲋?;D1——單片機(jī)經(jīng)A/D轉(zhuǎn)換得到的實(shí)際值;D2——查表得到的零點(diǎn)誤差值,有正負(fù)號(hào);S ——查表得到的絕對(duì)放大系數(shù)。

當(dāng)傳感器的零點(diǎn)需要改變時(shí),通過(guò)計(jì)算機(jī)或手操器將FLASH中的零點(diǎn)誤差值統(tǒng)一加某一需要的定值,即保持傳感器的零點(diǎn)溫補(bǔ)特性不變,實(shí)現(xiàn)零點(diǎn)平移。當(dāng)傳感器的滿量程需要改變時(shí),通過(guò)計(jì)算機(jī)或手操器將FLASH中的放大系數(shù)統(tǒng)一乘以某一需要的定值,即保持傳感器的滿量溫補(bǔ)特性不變,實(shí)現(xiàn)滿量程的遷移。

線性補(bǔ)償方案:壓力傳感器的線性補(bǔ)償采用查表分段線性化處理,即用得到的傳感器未經(jīng)線性補(bǔ)償?shù)妮敵鲋礑3,加上該壓力點(diǎn)通過(guò)計(jì)算得到的線性偏移量,最后得到經(jīng)溫度、線性補(bǔ)償?shù)膶?shí)際壓力值。

例如5MPa壓力傳感器五點(diǎn)線性補(bǔ)償?shù)木唧w方法為:將壓力點(diǎn)分為五個(gè)等分點(diǎn),然后逐點(diǎn)加壓,在1MPa點(diǎn)將D3記錄到FLASH的內(nèi)存對(duì)應(yīng)區(qū),通過(guò)手動(dòng)調(diào)節(jié)將壓力變送器調(diào)到理想輸出值,計(jì)算出D3與理想輸出的差值,依次記錄2MPa、3MPa、4MPa、5MPa的對(duì)應(yīng)值。通過(guò)下列計(jì)算公式計(jì)算出線性補(bǔ)償后的值D4。

D4=D3+△L

式中:D4——線性補(bǔ)償后的值;D3——溫度補(bǔ)償后的值;△L——線性差值,通過(guò)D3查表及分段線性化得到。本文源自澤天傳感,版權(quán)所有,轉(zhuǎn)載請(qǐng)保留出處。

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