为了实现压力传感器压力值标定,以HB2119-S系列高量程压力传感器为标准,对被测压力传感器进行标定。本文设计了一种便携式压力传感器标定系统,主要包括:压力传感器测量桥电路、压力传感器驱动电路、信号采集放大模块、MSP控制模块、LCD显示模块、SD模块和按键模块等。最后,对标准压力传感器和被测压力传感器进行实验测试,对标定数据进行线性回归分析,得出被测传感器的输出特性参数。 器标定系统，通过对标准传感器和被测传感器同时施加己知压力源，比较两传感器的输入输出曲线，以校正被测传感器的性能。为达到便携式的目的，控制系统采用电池供电，选用ＴＩ公司的单片机ＭＳＰ４３０，其具有１２位高分辨率Ａ／Ｄ转换接口［３］，信号经高精度采集与放大，ＬＣＤ显示屏对标定过程进行监控并实时显示标定结果，最后通过ＳＤ卡完成标定数据存储，让压力传感器标定系统具有便携性。通过实验验证，系统符合设计要求，能够满足现场标定的需要。图１压力传感器标定系统框图１压力传感器标定系统设计标定系统采用压阻式力传感器作为标准的传感器，便携式压力传感器标定系统的总体框图如图１所示。其由测量桥路、信号放大电路、待标定压力传感器和标准Ｈ压力传感器、、按键控制电路和ＬＣＤ等组成。系统中，电源采用５Ｖ锂电池供电是１６位超低功耗ＭＣＵ芯片，采用ＲＩＳＣ指令集，集成较丰富的片内外设。传感器标定系统设计-电动折弯机数控滚圆机滚弧机折弯机张家港液压滚圆机滚弧机倒角机ＳＤ卡可让标定数据能卡接口电路标定系统采用实现大量标定数据的存储，不仅容量大还方便携带。通过ＳＰＩ接口实现ＳＤ卡与ＭＳＰ４３０单片机之间的通信，ＳＰＩ是快速和高效协议标准［４］，方便单片机与ＳＤ卡的高效数据交换，接口电路如图６所示。其中，引脚分别接到单片机的引脚。图６ＳＤ卡接口电路图７系统主程序流程图３标定系统软件设计标定系统程序是通过Ｉ编译环境进行编写并下载到Ｍ编程语言为嵌入式Ｃ语言，ＭＳＰ４３０单片机的下位机程序流程图如图７所示。其中，系统初始化包括配置时钟、配置单片机Ａ寄存器、ＳＤ存储Ｆ文件系统初始化、总线初始化等。当按键模式时，中断启动标准标定模式或测试标定模式，本文由全自动弯管机公司网站网站采集转载中国知网整理! http://www.wanguanji158.com 启动Ａ／Ｄ转换，开始数据采集。采集完数据后保存到ＳＤ卡中，再通过软件对标准标定数据和测试标定数据进行分析得出标定结果。图８便携式压力传感器标定系统实物图４实验测试与结果分析在完成硬件和软件系统设计后，便携式压力传感器实物图如图８所示。实验时通过一个标准压力源先后作用于标准压力传感器和被测压力传感器，测试结果如表１所列。由于传感器的标定属于间接测量，标定被测传感器时，要求标准压力传方便地存储或读出。本标定系统的工作原理为：利用标准压力源，先后对压阻式标准压力传感器和被测压力传感器施压，两传感器分别采集到压力信号后，本文由全自动弯管机公司网站网站采集转载中国知网整理! http://www.wanguanji158.com 通过测量桥路平衡及传感器驱动电路输出电压信号，经信号采集放大电路放大，信号输入到ＭＳＰ４３０的ＡＤＣ引脚，采集并读取相应的电压值信号。ＭＳＰ４３０可控制键盘对显示数据做简单的操作，同时将标定数据存储到ＳＤ卡中。最后，通过线性回归方法对比标准压力传感器和被测传感器线性拟合，得到传感器的输出特性参数，根据相应参数对被测传感器进行校正和标定。２标定系统硬件设计图２恒流测量桥路２．１ＨＢ２１１９压力传感器测量桥路ＨＢ２１１９为ＳＯＩ硅压阻式敏感芯片，单晶硅材料受到力的作用后，根据电阻率变化输出相应的电信号，需通过高精度的测量桥路得到正比于力变化的电信号输出，测量桥路设计如图２所示。测量桥路不仅保证测量的准确度，还通过恒流、恒压供电模式实现温度补偿。测量桥路采用恒流供电，量程为实现温度补偿，当温度变化时，Ｒ１～Ｒ４阻值变化相同，因此相邻桥臂由温度引起的阻值变化就相互抵消了，电桥输出的只是压阻芯片感受到的电阻变化引起的电压，消除了温度的影响。其中，Ｃ１和Ｃ２钽电容的作用是滤波，消除电压高频噪声信号。压力传感器驱动电路为了保证ＨＢ２１１９压力传感器的测量桥路恒流，采用ＡＤ８５４２运放芯片和三极管，实现电路稳定输出，驱动测量桥路工作。要想恒流源电路输出恒定电流，作为输出级的器件应该具有饱和输出电传感器标定系统设计-电动折弯机数控滚圆机滚弧机折弯机张家港液压滚圆机滚弧机倒角机本文由全自动弯管机公司网站网站采集转载中国知网整理! http://www.wanguanji158.com