高精度压力数据采集系统设计

合集下载

智能式顶板压力监测系统

《自动化与仪器仪表》２００９年第２期（总第１４２期）６３智能式顶板压力监测系统赵智民，崔建明（太原理工大学电气与动力工程学院山西太原，０３００２４）摘　要：设计了一种新型的矿井顶板压力采集与手持式智能分析系统。

该系统实现了顶板压力数据采集以及无线接收各采集点的压力数据，并能够现场分析、观测，而且还能够将采集到的数据上传给计算机作进一步分析。

该系统通过对顶板压力的监测，可为煤矿生产中片帮冒顶事故的预防和顶板安全管理提供可靠的数据和决策依据。

关键词：数据采集；压力监测；片帮冒顶Abstract: The system concludes a distributed device, which can collect the data of roof pressure, and an intelligence hand-held device, which can analyze the data. It not only can collect the data of the roof pressure according to wireless, but also can analyze the change of roof pressure and send the data to the computer, in order to analyze and deal further. Through the monitoring of this system,it can prevent the roof and side fall and provide the reliable data, for strata security control during coal mine production.Key words: Data collection ; Monitoring press ; Rid and roof fall中图分类号：ＴＰ２７４＋．２文献标识码：Ｂ文章编号：１００１－９２２７（２００９）０２－００６３－０４０引　言在采矿生产过程中，最常发生的事故是冒顶事故。

一种基于DSP和FPGA的多通道数据采集系统的设计

计中还采用ＡＤＣ８９模数转换器。该系统采集信号频率范围宽、数据传送量大、数据００传输速度高，并具有较强的扩展能力，并且具有电路结构简单、功耗低、数据传输方便等优点，用于电压、电流、温度、压力等参量的采集系统中。可
变为高电平，指示Ａ／Ｄ转换结束，结果数据已存入锁存器，这个信号可用作中断申请。当ＯＥ输
入高电平时，输出三态门打开，转换结果的数字量输出到数据总线上，采用串行接口方式。ＦＧＡＰ
门阵列（ＰＡＥ１６２０８ＦＧ）ＰＣＱ４Ｃ作为系统的控制部系统选择Ｃｙｌｎｃｏｅ系列的Ｅ１６２０８芯片，ＰＣＱ４ＣＰ采用Ｔ公司生产Ｔ３０５１芯片ＩＭＳ２ＶＣ４６ ’ 分，过ＦＧ通ＰＡ逻辑控制ＡＤ采集电路进行模拟通ＤＳ／
现代仪器（ｗ．ｄｒｉｓｒ．ｒ．ｎｗｗｍｏｅｎｎｔｏｇｃ）ｓ
一
种基于ＤＰ和ＦＧＳＰＡ的多通道数据采集系统的设计
吴永鹏王章瑞。赵煜滢向前勇
（．１西南石油大学电子信息工程学院成都分公司川西北气矿甲醇厂江油６１０）２９７
率高，内部时延小，全部控制逻辑由硬件完成，速度快、效率高，适于大数据量的高速传输控制，可
业生产和科学技术研究的各行业中，常常需要对各
种数据进行采集，如液位、温度、压力、频率等信

基于压力补偿的高精度智能变送器的设计

出：
传感器世界２１．００１１
ｗｗｗ．ｅｌａ８ ’ 州》ｄｍ９一 ∞ ０ｎ
Ｔｅｃｈｎｏ｜ｏｇｙ
Ａｐｐｌｃａｔｏｎｉｉ
邓
（３）
化之后的数据。具体流程如图３所示。
１、读取环境大气压力和温度值ＭＰ１Ａ２采集环境大气压力和温度，Ｌ１５ＭＳ４０２７Ｐ３Ｆ２４通过Ｉ接口读出其采集的数据。利用初２Ｃ始化时读取的补偿参数，ＭＳ４０２７Ｐ３Ｆ２４对采集到的环境
的效果。
二、系统结构框图
系统结构框图如图１示。整所个系统由热式差压传感器、压力补偿放大器模块、变送器输出模块组
成。热式差压传感器采集工业现场的差压信号，输出差分小信号；压图１系统结构框图
出，具有１０位步进精度。ＭＳ４０２７Ｐ３Ｆ２４通过３线ＳＩＰ接口写１０位数据到ＭＡＸ５８４４内部寄存器，改变其输出阻值。输出的电阻值：
孙学飞申群太
黄永锋
《．＿
一
、
引言
传统的热式差压传感器输出易受环境大气压力的影响，固定差压信号的电信号输出与环境大气压力成正比，造成在变送输出端出现信号输出误差。为了保证在固定差压信号的作用下，变送输出端的信号不受环境大气压力的影响，本文提出了一种在传统差压传感器的基础上复合一个绝压传感器的设计方法，使用单片机进行数据处理，补偿差压传感器的输出，达到固定差压信号的变送输出不受环境大气压影响

工业数据采集方案

工业数据采集方案一、任务背景随着工业自动化水平的不断提高，工业数据采集变得越来越重要。

工业数据采集是指通过各种传感器、仪表等设备，采集工业生产过程中产生的各种数据，如温度、压力、流量等，并将这些数据传输到数据采集系统中进行处理和分析。

通过对工业数据的采集和分析，可以实现对生产过程的监控和控制，提高生产效率和质量，降低生产成本，增强企业的竞争力。

二、数据采集方案1. 数据采集设备选择在工业数据采集方案中，首先需要选择合适的数据采集设备。

常见的数据采集设备包括传感器、仪表、PLC（可编程逻辑控制器）等。

根据具体的采集需求，选择相应的设备类型和规格。

2. 数据采集方式数据采集可以通过有线或者无线方式进行。

有线方式普通采用Modbus、Profibus等通信协议，通过数据线连接采集设备和数据采集系统。

无线方式可以使用无线传感器网络（WSN）、蓝牙、Wi-Fi等技术，实现设备与数据采集系统之间的无线通信。

3. 数据采集系统数据采集系统是实现工业数据采集、处理和分析的核心部份。

数据采集系统需要具备以下功能：- 数据采集：能够实时采集各种传感器和仪表的数据，并确保数据的准确性和可靠性。

- 数据存储：能够将采集到的数据存储到数据库中，以便后续的数据分析和查询。

- 数据处理：能够对采集到的数据进行处理，如数据清洗、去噪、校正等，以提高数据质量。

- 数据分析：能够对采集到的数据进行分析，提取有价值的信息和规律，并生成相应的报表和图表。

- 远程监控：能够通过互联网等方式远程监控工业生产过程，及时发现和解决问题。

- 报警功能：能够根据设定的阈值，对异常数据进行报警处理，以避免生产事故的发生。

4. 数据采集频率数据采集频率是指数据采集系统对数据进行采样和记录的频率。

数据采集频率的选择需要根据具体的应用场景和需求来确定。

普通来说，对于需要实时监控的工业过程，采集频率应该较高，以确保数据的及时性和准确性；而对于一些变化较慢的参数，采集频率可以适当降低，以节省系统资源和存储空间。

一种数字式气压气温数据采集系统的设计

ＡＤ转换而造成的电路设计的复杂性，在空气监测领域的数据／
脚Ｆ输出到单片机Ａ８Ｃ２的引脚Ｐ．。ｒ９２的引脚ＯＴ９５３５８Ｃ５
Ｐ．３５作为第二功能使用时是定时／数器Ｔ计１的外部脉冲计数
的输入引脚（求此时的定时／数器Ｔ为计数工作方式）要计１。
关键词：据采集，数气压，温，片机气单
Ａｂｓｒｃｔａｔ
Ｉｔｅｉｌｏａｍｏｓｅｒｍｏｎｉｉｇ，ｏｒｔｇｅｈｇｈｎｈｆｄｆｔｅｐｈｉｃｔｎｉｏｒｎｄｅｒｏｔｉｐｒｉｅｅｃｓｄａａｆｔｏｈｉｐｒｓｒａｔｍｐａｔｅ，ｎｔｏａｍｓｐｅｒｃｅｓｕｅｎｄｅｅｒｕｒａ
ａｍｏｐｅｉｐｅｓｒｅｓｒａｄａｖｌｇ — ｏ－ｅｕｎｙｃｎｅｓｎｃｉｒｏｈｕｅｏａｑｉａｍｏｐｅｉｐｅｓｒｔｓｈｒｒｓｕｅｓｎｏｎｏｔｅ — — ｒｑｅｃｏｖｒｉｈｐｅｂｔｓｄｔｃｕｒｔｓｈｒｒｓｕｅｃａｔｆｏａｅｃ
尚晓锋
（上海大学机电工程与自动化学院，上海２０７）００２
刘亚鹏（中科技大学控制科学与工程系，北武汉４０７）华湖３０４
摘要
在空气监测领域中，了提高气压气温等参数的采集精度，用压力传感器和电压／率转换芯片将气压转换为单片为采频机输入脉冲的方法获取气压数据，时利用单总线数字传感器ＤＳ８２同ｌＢ０采集气温数据，它具有精度高、电路连接简单等优点。以单片机Ａ８Ｃ５Ｔ９２系统核心，负责处理采集数据，通过液晶显示屏显示结果。方法避免了采用ＡＤ转换、波电并此滤路等的传统采集方式，简化了电路设计，高了采集精度。提

工业互联网平台设备数据采集与监测解决方案

工业互联网平台设备数据采集与监测解决方案第一章设备数据采集概述 (3)1.1 设备数据采集的意义 (3)1.2 设备数据采集的方法 (3)第二章设备数据采集系统设计 (4)2.1 系统架构设计 (4)2.1.1 总体架构 (4)2.1.2 系统架构模块划分 (4)2.2 关键技术选型 (4)2.2.1 数据采集技术 (4)2.2.2 数据传输技术 (5)2.2.3 数据处理技术 (5)2.3 系统功能模块设计 (5)2.3.1 数据采集模块设计 (5)2.3.2 数据传输模块设计 (5)2.3.3 数据处理模块设计 (6)2.3.4 数据应用模块设计 (6)第三章传感器与执行器选型与应用 (6)3.1 传感器选型原则 (6)3.1.1 功能匹配性原则 (6)3.1.2 精确度与稳定性原则 (6)3.1.3 抗干扰性原则 (7)3.1.4 实时性原则 (7)3.1.5 可靠性与经济性原则 (7)3.2 执行器选型原则 (7)3.2.1 功能匹配性原则 (7)3.2.2 精确度与稳定性原则 (7)3.2.3 抗干扰性原则 (7)3.2.4 实时性原则 (7)3.2.5 可靠性与经济性原则 (7)3.3 传感器与执行器的集成 (8)3.3.1 接口匹配 (8)3.3.2 信号处理 (8)3.3.3 联调测试 (8)3.3.4 故障诊断与维护 (8)3.3.5 安全防护 (8)第四章数据传输与存储 (8)4.1 数据传输协议 (8)4.1.1 传输层协议 (8)4.1.2 应用层协议 (9)4.2 数据存储方案 (9)4.2.1 关系型数据库存储 (10)4.2.2 非关系型数据库存储 (10)4.2.3 分布式数据库存储 (10)4.3 数据加密与安全 (10)4.3.1 数据加密 (10)4.3.2 数据安全 (10)第五章数据预处理与清洗 (11)5.1 数据预处理方法 (11)5.2 数据清洗策略 (11)5.3 数据预处理与清洗工具 (11)第六章设备状态监测与评估 (12)6.1 设备状态监测方法 (12)6.2 设备故障诊断与预测 (13)6.3 设备功能评估与优化 (13)第七章数据分析与挖掘 (14)7.1 数据分析方法 (14)7.2 数据挖掘算法 (14)7.3 数据分析与挖掘应用 (14)第八章设备维护与管理 (15)8.1 设备维护策略 (15)8.1.1 维护策略概述 (15)8.1.2 预防性维护 (15)8.1.3 预测性维护 (15)8.1.4 故障维护 (15)8.2 设备生命周期管理 (16)8.2.1 设备生命周期概述 (16)8.2.2 设备采购与选型 (16)8.2.3 设备运行与维护 (16)8.2.4 设备报废与更新 (16)8.3 维护成本分析与优化 (16)8.3.1 维护成本分析 (16)8.3.2 维护成本优化策略 (16)第九章平台集成与兼容性 (17)9.1 平台集成策略 (17)9.2 兼容性问题与解决方案 (17)9.3 平台互联互通技术 (18)第十章项目实施与运维 (18)10.1 项目实施流程 (18)10.2 运维管理策略 (19)10.3 项目评估与改进 (19)第一章设备数据采集概述1.1 设备数据采集的意义工业互联网的快速发展，设备数据采集在工业生产中扮演着越来越重要的角色。

美国MESALABS Data Trace(温度、压力、湿度)数据采集器

DataTrace® MPIII 数据采集系统是一款功能强大，应用范围宽广的无线数据采集系统。

它由两部分组成：结构小巧轻便的数据采集器、用于读取和编辑数据的电脑接口和软件。

可用于产品生产、存储和运输过程中温度、压力、相对湿度的监测。

深圳市一测医疗测试技术有限公司是一家专注于医疗器械测试产品和技术的研发、销售与服务为一体的“国家高新技术企业”，我们拥有自主研发的国家发明专利技术并且代理了众多国外先进专业测试产品，如气体容量校准器、称重法输液系统分析仪、输液系统分析仪、Data Trace(温度、压力、湿度)数据采集器等。

（湿度数据采集器）（温度数据采集器）（压力数据采集器）产品特性：1、无线数据采集;2、大范围高精度;3、用于现场校准，电池可更换;4、16,000 个 NIST 可追踪的数据点;5、满足 FDA 21 CFR Part 11(联邦法规 21 章第 11 款)的标准;6、本质安全应用范围：制药和医疗;食品和饮料;环氧乙烷灭菌;灭菌验证;工艺设备和消毒;产品加工和储存;纺织制造;电子、化工、航空航天和其它工业的热加工过程。

技术参数：以上就是深圳一测医疗给大家介绍美国MESALABS MPRF Temperature Logger Data Trace（温度、压力、湿度）数据采集器相关信息，如果您还想了解更多的相关事项可以拨打我们的热线电话，可以点击我们的官网在线实时咨询我们，或者关注我们的官方微信公众号，我们会有专业的工作人员为您解答。

我们通过与国际优秀的医疗器械测试仪器制造商和专业实验室的广泛深入合作以及国内行业专家的紧密交流与协作，并严格按照ISO9001:2015质量管理体系要求为医疗器械产业在研发、生产，监督、检验，在用售后、培训，教学与研究等各领域客户提供完善的医疗器械测试整体解决方案和专业的技术服务。

化工仓储企业储罐数据采集系统的设计与实现

ｆｒＣｈｍｉａｎｉｅｒｇＳｔｒｇｎｅｐｉｅｏｅｃｌｇｎｅｉｏａｅＥｔｒｒＥｎｓ
办学华铍兽穹
（南京工业大学电子信息与工程学院，江苏南京２００）１０９
摘
要：针对化工仓储企业设备种类较多、生产单元之间信息孤立、各生产数据得不到实时准确测量等问题。设计开发了一个实时数
位为１将ＣＣ寄存器与一个００１，ＲＡ０Ｈ进行异或运算。
③ 与巡检仪及部分现场仪表的通信采用Ｍｄｕｏｂｓ
协议。巡检仪及大部分现场设备都支持目前工业领域最流行的通信协议之一的Ｍｄｕ。通过工控机串口ｏｂｓ
图１系统结构图
Ｆｇ１Ｓｒｃｕｅｏｅｓｓｅｉ．ｔｔｒｆｔｙｔｍｕｈ
２数据通信
由于系统中的设备类型各不相同，它们各自具有
不同的通信协议，因此，数据采集程序必须遵循相应的通信规范才能从各种设备中读到数据。
０引言
随着某化工仓储企业生产经营规模的不断扩大，不同时期所采用的现场仪表不同往往使得仪表种类越来越多，需要处理的数据量也越来越大。这些数据有的通过ＰＣ控制系统采集，的甚至还需要人工抄表Ｌ有
１系统设计
罐区实时生产数据主要有储罐液位、度和压力温等，这些原始数据由现场的液位计、多点温度测量仪、压力表等获取。该化工仓储企业现有一套西门子Ｓ．０ＰＣ控制系统、７３Ｌ０２台Ａ．ＷＧＩＡ型巡检仪、干Ｉ若

多通道数据采集系统的设计与实现

多通道数据采集系统的设计与实现近年来，随着科技的不断发展和数据的迅速增长，对于多通道数据采集系统的需求越来越迫切。

多通道数据采集系统旨在通过多个输入通道同时采集、传输和处理多组数据，以满足大规模数据采集和处理的需求。

本文将详细介绍多通道数据采集系统的设计与实现。

1. 系统需求分析在设计多通道数据采集系统之前，首先要明确系统的需求。

根据具体的应用场景和目标，我们需要确定以下几个方面的需求：1.1 数据采集范围：确定需要采集的数据范围，包括数据类型、数据量和采集频率等。

这将直接影响系统的硬件选择和设计参数。

1.2 数据传输和存储要求：确定数据传输和存储的方式和要求。

例如，是否需要实时传输数据，是否需要数据缓存和压缩等。

1.3 系统的实时性要求：确定系统对数据采集和处理的实时性要求。

根据实际应用场景，可以确定系统对数据延迟和响应时间的要求。

1.4 系统的可扩展性：考虑系统的可扩展性，以满足未来可能的扩展需求。

这包括硬件和软件的可扩展性。

2. 系统设计在需求分析的基础上，我们进行多通道数据采集系统的设计。

系统设计主要包括硬件设计和软件设计两个方面。

2.1 硬件设计根据需求分析中确定的数据采集范围和要求，我们选择合适的硬件设备进行数据采集。

常用的硬件设备包括传感器、模拟信号采集卡和数字信号处理器等。

2.2 传感器选择根据需要采集的数据类型，选择合适的传感器进行数据采集。

不同的传感器适用于不同的数据类型，如温度传感器、压力传感器、光传感器等。

2.3 采集卡设计针对多通道数据采集系统的特点，我们需要选择合适的模拟信号采集卡进行数据采集。

采集卡应具备多个输入通道，并能够同时采集多个通道的数据。

2.4 数字信号处理器设计针对采集到的模拟信号数据，我们需要进行数字信号处理。

选择合适的数字信号处理器进行数据处理，如滤波、采样和转换等。

2.5 软件设计针对系统的需求和硬件的设计，我们需要进行软件设计，以实现数据采集、传输和处理。

基于IPC的空气压缩机数据采集和压力控制系统

888计算机测量与控制.2004.12(9) C om puter Measurement &C ontrol数据采集收稿日期:2004-01-14;修回日期:2004-01-24。

作者简介:徐庆龙(1964-),男,江苏省高邮市人,高级工程师,主要从事工业自动化控制系统的设计和应用方向的研究。

文章编号:1671-4598(2004)09-0888-03 中图分类号:TP273 文献标识码:B基于IPC 的空气压缩机数据采集和压力控制系统徐庆龙,杨月高,昝剑秋(盐城市自动化研究所,江苏盐城 224001)摘要:介绍了应用工业控制计算机、交流变频调速器以及参数传感变送器组成的空气压缩机数据采集和控制系统,阐述了系统的硬件工作原理、软件设计方法和可靠性设计措施,给出了温度、压力检测和信号调理电路,系统实现了对空气压缩机的主要运行参数的实时数据采集和压力控制,使用结果表明,系统精度高,功能强,可靠性好。

关键词:空气压缩机;数据采集;PID 控制;工业控制计算机;可靠性设计Air Compressor Data Collection and Pressure Control SystemBased on Industrial ComputerXu Qinglong,Yang Yue gao,Zan Jianqiu(Yancheng Automation Institu te,Yancheng 224001,China)Abstract:An air compressor data collection and p ressure control system that is composed of industrial control computer,exchange frequency conversion governor and parameter sensor i s introduced.The systematic hardware operation pri nciple,the design method of software and design measure of reliabili ty are explained.The temperature,pressure measurement circuit is proposed.The sys tem realizes online data collection of the main operation data and pressure control of air compressor.The result shows that the system has high preci sion,strong function and good dependabili ty.Key words:air compressor ;data collection;PID control;IPC;reliability design0 引言空气压缩机的各种运行参数(如排气压力、排气温度、电机温度、油压、油温等)采用人工定时抄表记录,而压力的控制一般都是二位式控制方式。

1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。

2008年6月JOURNALOFBEIHUAUNIVERSITY(NaturalScience)Jun.2008

文章编号:100924822(2008)0320274203

高精度压力数据采集系统设计

庄　严1,伊　凤2(1.北华大学电气信息工程学院,吉林吉林　132021;

2.中国石油天然气股份有限公司吉林石化分公司研究院,吉林吉林　132021)

摘要:介绍了一种高精度压力数据采集系统的设计方法.以高性能MSC1211Y5微处理器为核心,采用高精度硅压式压力传感器采集数据,配以信号处理,同时利用RS2485接口构成总线型通信网络,形成一个高精度数据采集系统.

关键词:数据采集;压力;传感器;微处理器中图分类号:TP274.2 文献标识码:A　

收稿日期:2007212211

作者简介:庄严(1968-),女,副教授,硕士,主要从事智能检测与自动化装置设计研究.

DesignofHighAccuracyPressureDataAcquisitionSystemZHUANGYan1,YIFeng2(1.ElectricInformationEngineeringCollegeofBeihuaUniversity,Jilin132021

,China;

2.ChinaPetroleumJilinPetro2chemResearchInstitute,Jilin132021,China

)

Abstract:Adesignmethodofhighaccuracypressuredataacquisitionsystemisintroduced.MSC1211Y5withhigh2performancemicroprocessorsisthecore,usinghighaccuracysiliconpressuresensorcollectsdata,coupledwithsignalprocessing,usingRS2485interfaceconstitutedbus2communicationnetworkssothatahighaccuracydataacquisitionsystemisformed.Keywords:Dataacquisition;Pressure;Sensor;Microprocessor

作为常见的工程量之一,对压力的数据采集技术研究很多.微电子技术的一系列成就以及微型计算机的广泛应用[1],不仅为数据采集系统的应用开拓了广阔的前景,也对压力数据采集系统的发展产生了深

刻的影响.

在石油、化工、冶金等工业及科研领域中,都必须进行相关的压力检测与分析.通常,描述过程参量的压力值变化速度较慢,但在压力信号的采集过程中,要求非电2电的转换精度非常高.所以,高精度是压力数据采集技术研究与发展的一个主要方向.

1　设计方案高精度压力数据采集系统应具有精度高、稳定性优良、误差小、灵敏度高等优良特性[2],并结合具体

应用全面考虑设计技术指标所提出的各项要求,在实现功能、保证精度的前提下力求实现小型化、低成本和低功耗.

压力数据采集、微型计算机和数字信号处理,设计方案如图1所示.以单片机为核心,利用多个压力传感器采集被测信号,经多路开关切换;由温度传感器检测系统工作温度,进行温度补偿,经信号处理后,输出数字量与模拟量,并与上位机进行通信,实现信息传递;电源模块为系统供电.

2　系统组成高精度压力数据采集系统的硬件电路分为4个部分:电源模块、传感器模块、MCU模块和数据输出模块.电源模块为集成芯片提供5V的工作电压,设计为可充电电池供电;传感器模块选取高精度硅压式压力传感器,用来将被测物理量转换为相应的电压信号;MCU模块是整个系统的核心;数据输出模块实现数据通信.为了实现高精度的要求,控制单元采用MSC1211Y5.设计选用RS2485接口实现系统的通信功能,

其系统组成结构如图2所示.

图1　压力数据采集系统原理Fig.1　Principleofpressuredataacquisitionsystem图2　压力数据采集系统结构Fig.2　Structureofpressuredataacquisitionsystem

3　系统硬件设计

3.1　压力传感器的应用设计Motorola公司生产的X型硅压力传感器克服了普通硅压阻式传感器的缺点,采用单个X型电阻元件专利技术,而不是电桥结构,其压敏电阻元件呈X型,因而称为X型压力传感器.该X型电阻是利用离子注入工艺光刻在硅膜片上,并采用计算机控制的激光修正技术、温度补偿技术,使Motorola硅MPX系列压力传感器的精度很高,其模拟输出电压正比于输入的压力值和电源偏置电压,具有极好的线性度,且灵敏度高,长期重复性好.本系统设计采用MPX2100DP高精度硅压式压力传感器作为压力检测元件.基于传感器融合理论,融入环境温度信息,利用单片机实现压力传感器的非线性和温度补偿,可以很好地满足系统的要求[3].MPX2100DP具有如下特点:1)传感器灵敏度较高,为(40±1.5)mV;2)传感器由热敏电阻组

成温度补偿网络,在-40℃～+125℃范围内有较好的温度补偿效果,从而提高了传感器的精度;3)具有极好的线性度(±0.25%FS);4)有较宽的工作温度范围(-40℃～+125℃);5)允许过载大(400%);

6)具有数字输出和模拟输出.3.2　单片机MSC1211Y5的应用根据设计的高精度要求,此压力数据采集系统以24位高精度低功耗微处理器MSC1211Y5[4]为核心,

实现对传感器信息的处理、数字通信和智能化管理.利用计算机现成的RS2485标准串行口实现与系统的通信,能够满足大多数工业控制系统的要求,稍加改进,即可实现远程控制和网络控制.

MSC1211Y5内部集成了24位无丢失码、低噪声S2Σ2ΔA/D转换器和16位D/A转换器.从压力传感元件输出的信号可以直接送入到微处理器内部的A/D转换器,其内部具有可编程增益放大器,可根据输入信号的范围自动设置增益放大倍数.A/D转换器对模拟信号数字化并进行数字滤波后,由MCU根据从温度芯片读来的温度信号,从FLASH存储器中读取零点、线性度校正系数后,进行温度补偿和非线性补偿,然后根据量程范围进行量程转换并将其送到内部的D/A转换器,从而输出相应的模拟电压值,同时将压力以相应的单位显示在显示器上[5].

4　系统软件设计本系统软件采用结构化的程序设计方法来实现.根据高精度压力数据采集系统的功能要求,软件由若干个模块构成,便于调试与检查.主程序流程见图3.

系统软件主要包含以下模块:1)微处理器MSC1211Y5的各种寄存器、A/D转换器和D/A转换器初始化;2)A/D转换器的校准,包括各通道增益、零点漂移校正;3)现场压力和温度数据的采集;4)压力传感器的温度补偿和非线性补偿;5)A/D,D/A数据输出;6)与上位机通信.各模块之间通过动态数据、静态数据以及运行状态相互联结形成以数据驱动方式运行的整体[6].各模块连接关系及数据流向见图4.

图3　系统主程序流程Fig.3　Flowofthemainprogramofsystem图4　软件功能模块及数据流向Fig.4　Softwarefunctionmoduleanddatadirection

5　结语本系统采用了先进的智能化设计方案,选用新型的高精度压力传感器对信号进行采集,结合当今先进的嵌入式系统开发方式,完成了对被测压力信号的精确测试及相关的数据处理,输出调节信号还可以控制系统的温度变化,形成完善的自我调节,实现了压力数据的高精度采集.同时,系统还具备分辨率高、抗干扰能力强、使用寿命长,可在各种恶劣的环境下工作等特点.

参考文献:

[1]梁秀红,鞠玉林,任丙彦.扩散硅压阻传感技术的研究现状与发展趋势[J].河北工业大学成人教育学院学报,2000,15(2):37238,51.[2]刘继勇,刘星.扩散硅压力传感器及变送器参数测试系统[J].西安工业学院学报,2002,22(3):2252229.[3]赵彦晓,孙以材,田立强,等.基于单片机信息融合实现对压力传感器的热漂移非线性补偿[J].传感器世界,2003(3):127.[4]褚斌,徐力.多参数新型智能变送器的设计[J].仪表技术与传感器,2004(10):54256.[5]JohanH.Huijsing.IntegratedSmartSensors[J].SensorandActuatorsA,1992,30:1672174.[6]沈红卫.单片机应用系统设计实例与分析[M].北京:北京航空航天大学出版社,2003.【责任编辑:郭伟】

672北华大学学报(自然科学版) 第9卷