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硅压阻式压力传感器具有灵敏高、精度好、响应快、稳定性好、工作可靠、便于批量生产和使用方便等优点而被广泛应用于很多领域。但是它也受温度漂移的影响,不同温度下传感器的灵敏度和测量精度差别很大,这制约了硅压阻传感器的使用和发展。因此对硅压阻传感器进行温度补偿是非常必要的,本文基于MAX1452信号调理芯片开发了一个智能补偿系统以对硅压阻传感器进行补偿。
首先,论文介绍了传统和现代的补偿方法以及智能传感器,详细描述了硅压阻传感器的工作原理、温度漂移和补偿的方法,介绍了各种信号调理芯片。在对各信号调理芯片进行了深入分析的基础上,选择MAX1452信号调理芯片对传感器进行补偿,并描述了MAX1452的基本构成及补偿的原理。
论文介绍了智能补偿系统的硬件部分,设计了单通道与多通道的硬件电路,包括供电电路、MAX1452电路、通讯电路、抗干扰电路和多通道切换电路。采用LT1461对MAX1452提供精密电源电压,通过适配器使MAX1452与上位机建立通信,用滤波器来滤去高频噪声。针对单通道电路补偿效率低的问题,设计了多通道的切换电路,通过PCI控制卡来控制每一路的通断,一次可以补偿8只传感器,大大提高了补偿的效率。经现场调试硬件电路基本满足要求。
本文重点介绍了智能补偿系统的软件部分。用C#编写了一个可视化的测试评估软件,可以在任何Windows系统上使用。分析了MAX1452的通信原理后,通过DIO口实现MAX1452与计算机的通信,从而通过可视化的向导完成对传感器的补偿过程。补偿分为预补偿和正式补偿两部分,详细介绍了补偿的步骤。该软件可以在单通道或多通道两种情况下对传感器进行补偿。补偿的操作过程简便易学。
最后,在不同温度不同压力下对系统进行了性能测试。测试实验包括三部分:补偿前实验、补偿实验、补偿后实验。对补偿前后数据进行了分析对比,结果表明系统工作稳定可靠,在一定的范围内精度达到0.2%。