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壓力傳感器微弱信號處理與溫度線性的補償

發(fā)布時間:2023-10-12??????發(fā)布人:長沙澤天??????點擊:

澤天傳感在壓力傳感器開發(fā)研究領(lǐng)域具有豐富的經(jīng)驗和成功案例,除壓力傳感器制造工藝外,在傳感器中設(shè)計應(yīng)用的的微弱信號處理電路方面有以下幾點提請?zhí)貏e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(shù)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(shù)字電路設(shè)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(yīng)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(dāng)單片機正常工作時,根據(jù)采樣的溫度值,查表得該溫度點的零點誤差和放大倍數(shù),按照下列公式計算傳感器未經(jīng)線性補償?shù)妮敵鲋怠?

D3=(D1+D2)*S

式中:D3——傳感器未經(jīng)線性補償?shù)妮敵鲋?;D1——單片機經(jīng)A/D轉(zhuǎn)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(shù)。

當(dāng)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(tǒng)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(xiàn)零點平移。當(dāng)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(shù)統(tǒng)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(xiàn)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(jīng)線性補償?shù)妮敵鲋礑3,加上該壓力點通過計算得到的線性偏移量,最后得到經(jīng)溫度、線性補償?shù)膶嶋H壓力值。

例如5MPa壓力傳感器五點線性補償?shù)木唧w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(nèi)存對應(yīng)區(qū),通過手動調(diào)節(jié)將壓力變送器調(diào)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(yīng)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(quán)所有,轉(zhuǎn)載請保留出處。

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