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智能壓力傳感器系統(tǒng)中的應(yīng)用設(shè)計

時間:2021-04-21 點擊次數(shù):

常規(guī)氣壓傳感器部分與數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)隔離,抗干擾能力差,測量對象的壓力變化往往很快。所以系統(tǒng)不僅需要快速的數(shù)據(jù)吞吐能力,而且需要適應(yīng)復(fù)雜多變的工業(yè)環(huán)境,具有良好的抗干擾性、自檢能力和數(shù)據(jù)傳輸能力。

由于FPGA具有擴(kuò)展靈活、可以實現(xiàn)片上系統(tǒng)(SoC)、可以使用多種IP核等優(yōu)點,設(shè)計了一個更緊湊的可控多路模擬開關(guān)、A/D轉(zhuǎn)換、快速數(shù)據(jù)處理和傳輸、誤差校正和溫度補償智能傳感器系統(tǒng),同時結(jié)合傳感器和數(shù)據(jù)采集處理控制系統(tǒng),使系統(tǒng)更能適應(yīng)工業(yè)現(xiàn)場的需要。


壓力傳感器變送器LP-9T

第一系統(tǒng)性能和組成部分。

1.1對智能傳感器系統(tǒng)的要求。

感應(yīng)器壓力測量范圍:0~5MPa系統(tǒng)精度:±0.1%FS1通道電壓輸入(壓力信號)串行RS232C接口輸出超過250sampies/通道/s。

1.2主要部件和系統(tǒng)性能。

基于系統(tǒng)精度指標(biāo)選擇設(shè)備:

該FPGA芯片選用Altera的CycloneⅡEP2C5,邏輯單元為4608個內(nèi)存塊,26個M4KRAM模塊,142個用戶I/O接口。

采用PDCR130W,壓力范圍7MPa,工作電壓DC10~30VDC,輸出0~10V,精度±0.05%FS,使用溫度范圍-40~+125℃,影響±0.015%FS/℃。

采用高精度的溫度傳感器LM335,具有10mV/K的靈敏度,1℃的精確度和-40~+100℃的溫度范圍。

轉(zhuǎn)換器選用12位A/D轉(zhuǎn)換器AD1*,轉(zhuǎn)換時間為10μs,輸入0~10V,或±5V雙極輸入,可輸出12位并行。

多用模擬開關(guān)AD7502,其引腳設(shè)置為EN=1的能量信號A1A0用多用模擬開關(guān)AD7502,用于通道選擇信號。

TTL和RS232C之間的轉(zhuǎn)換接口系統(tǒng)采用MAX232芯片來完成。

第二,系統(tǒng)誤差的修正方法。

修正漂移值和增益誤差的2.1零點方法

智能化儀表的誤差模型誤差修正公式如下:

正式:b1和b0為誤差修正系數(shù)。圖1中顯示了誤差校正環(huán)模型,x為被測信號,y為系統(tǒng)輸出,◎,k,i為影響系統(tǒng)的未知數(shù)。

修正錯誤的程序如下:

關(guān)掉S1,x=0,根據(jù)誤差修正公式得到(2),系統(tǒng)零點修正;

當(dāng)S2閉合時,x=E(標(biāo)準(zhǔn)電壓)得到校正系統(tǒng)增益誤差的公式(3)。

采用組合(2)、組合(3)形式,可獲得誤差修正因子。

用計算的誤差修正因子和誤差修正公式(1)求得校正后的輸出信號Y,用于實際測量中的S3閉合。

深圳市力準(zhǔn)傳感技術(shù)有限公司是各種高精度傳感器、力傳感器、扭矩傳感器、稱重傳感器、柱式傳感器的專業(yè)制造商,也是集生產(chǎn)、銷售、售后為一體的綜合性技術(shù)創(chuàng)新企業(yè)。

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