智能压力传感器系统中的应用设计

常规气压传感器部分与数据采集系统隔离，抗干扰能力差，测量对象的压力变化往往很快。所以系统不仅需要快速的数据吞吐能力，而且需要适应复杂多变的工业环境，具有良好的抗干扰性、自检能力和数据传输能力。

由于FPGA具有扩展灵活、可以实现片上系统(SoC)、可以使用多种IP核等优点，设计了一个更紧凑的可控多路模拟开关、A/D转换、快速数据处理和传输、误差校正和温度补偿智能传感器系统，同时结合传感器和数据采集处理控制系统，使系统更能适应工业现场的需要。

第一系统性能和组成部分。

1.1对智能传感器系统的要求。

感应器压力测量范围：0~5MPa系统精度：±0.1%FS1通道电压输入(压力信号)串行RS232C接口输出超过250sampies/通道/s。

1.2主要部件和系统性能。

基于系统精度指标选择设备：

该FPGA芯片选用Altera的CycloneⅡEP2C5，逻辑单元为4608个内存块，26个M4KRAM模块，142个用户I/O接口。

采用PDCR130W，压力范围7MPa，工作电压DC10~30VDC，输出0~10V，精度±0.05%FS，使用温度范围-40~+125℃，影响±0.015%FS/℃。

采用高精度的温度传感器LM335，具有10mV/K的灵敏度，1℃的精确度和-40~+100℃的温度范围。

转换器选用12位A/D转换器AD1*，转换时间为10μs，输入0~10V，或±5V双极输入，可输出12位并行。

多用模拟开关AD7502，其引脚设置为EN=1的能量信号A1A0用多用模拟开关AD7502，用于通道选择信号。

TTL和RS232C之间的转换接口系统采用MAX232芯片来完成。

第二，系统误差的修正方法。

修正漂移值和增益误差的2.1零点方法

智能化仪表的误差模型误差修正公式如下：

正式：b1和b0为误差修正系数。图1中显示了误差校正环模型，x为被测信号，y为系统输出，◎，k,i为影响系统的未知数。

修正错误的程序如下：

关掉S1,x=0，根据误差修正公式得到(2)，系统零点修正；

当S2闭合时，x=E(标准电压)得到校正系统增益误差的公式(3)。

采用组合(2)、组合(3)形式，可获得误差修正因子。

用计算的误差修正因子和误差修正公式(1)求得校正后的输出信号Y，用于实际测量中的S3闭合。

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