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      壓力傳感器微弱信號處理與溫度線性的補償

      發布時間:2018-7-31??????發布人:長沙澤天??????點擊:

      澤天傳感在壓力傳感器開發研究領域具有豐富的經驗和成功案例,除壓力傳感器制造工藝外,在傳感器中設計應用的的微弱信號處理電路方面有以下幾點提請特別注意。

      1、可精確放大0~0.5mV的弱電信號;

      2、將0~0.5mV的信號或更大的輸入電信號,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,可對輸入信號的非線性、溫度漂移等誤差,逐點進行數字化修正,精度可達0.01%,無須額外的其他補償元件補償;

      4、電路工作溫度范圍寬:-55℃~150℃。

      5、數字電路設計原理如圖1所示,

      壓力傳感器電路組成原理圖

      圖1 電路組成原理圖

      零點和滿量程溫漂補償方案,零點和滿量程溫漂采用查表補償法,補償原理如下表。

      零點和滿量程溫漂補償方案

      在一個恒定的溫度點,通過計算機或手操器的按鍵將對應溫度點的零點誤差相對值和滿量程溫漂絕對值,記錄到單片機的FLASH中,當單片機正常工作時,根據采樣的溫度值,查表得該溫度點的零點誤差和放大倍數,按照下列公式計算傳感器未經線性補償的輸出值。

      D3=(D1+D2)*S

      式中:D3——傳感器未經線性補償的輸出值;D1——單片機經A/D轉換得到的實際值;D2——查表得到的零點誤差值,有正負號;S ——查表得到的絕對放大系數。

      當傳感器的零點需要改變時,通過計算機或手操器將FLASH中的零點誤差值統一加某一需要的定值,即保持傳感器的零點溫補特性不變,實現零點平移。當傳感器的滿量程需要改變時,通過計算機或手操器將FLASH中的放大系數統一乘以某一需要的定值,即保持傳感器的滿量溫補特性不變,實現滿量程的遷移。

      線性補償方案:壓力傳感器的線性補償采用查表分段線性化處理,即用得到的傳感器未經線性補償的輸出值D3,加上該壓力點通過計算得到的線性偏移量,最后得到經溫度、線性補償的實際壓力值。

      例如5MPa壓力傳感器五點線性補償的具體方法為:將壓力點分為五個等分點,然后逐點加壓,在1MPa點將D3記錄到FLASH的內存對應區,通過手動調節將壓力變送器調到理想輸出值,計算出D3與理想輸出的差值,依次記錄2MPa、3MPa、4MPa、5MPa的對應值。通過下列計算公式計算出線性補償后的值D4。

      D4=D3+△L

      式中:D4——線性補償后的值;D3——溫度補償后的值;△L——線性差值,通過D3查表及分段線性化得到。本文源自澤天傳感,版權所有,轉載請保留出處。

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