數(shù)字壓力表的壓力模塊部分的是怎么構(gòu)成的?
壓力模塊的主要部分包括模塊的電源管理、傳感器的數(shù)據(jù)采集、傳感器的自動溫度補(bǔ)償以及中央處理器。電源管理部分主要負(fù)責(zé)把主機(jī)供電電源+5V轉(zhuǎn)換為A/D模塊和溫度補(bǔ)償器件所要求的高精度、高穩(wěn)定度的+5V、-5V電源;在高品質(zhì)的電源管理保證 下,通過A/D模塊雙輸入通道實(shí)現(xiàn)傳感器數(shù)據(jù)的采集過程、壓力傳感器的自動溫度補(bǔ)償過程,最終由中央處理器進(jìn)行數(shù)據(jù)的處理 及與主機(jī)的通訊。A/D模塊的第一輸入通道作為主通道,通常用于電信號的轉(zhuǎn)換;作為輔助通道,第二通道則用于監(jiān)測環(huán)境溫度,利用微控制器可以修正壓力傳感器信號的溫度漂移。
3.1.1壓力信號采集模塊采用AD公司的高精度雙通道模/數(shù)轉(zhuǎn)換器AD7710。此種轉(zhuǎn)換器為雙通道、24bit、采用Σ-Δ原理的電荷平衡式模/數(shù)轉(zhuǎn)換器,運(yùn)用了Σ-Δ過采樣轉(zhuǎn)換的技術(shù)來實(shí)現(xiàn)24位無誤碼模擬信 號的調(diào)制過程。由模擬調(diào)制器及數(shù)字濾波器2部分構(gòu)成,能通過控 制寄存器命令的操作,完成數(shù)字濾波器截止頻率及設(shè)置時間的調(diào) 整;從控制調(diào)制器進(jìn)行增益、 通道、信號極性輸入,通過芯片內(nèi)部的自動校準(zhǔn)方式(系統(tǒng)校準(zhǔn)、自校準(zhǔn)、背景校準(zhǔn)),能使溫度漂移、零 點(diǎn)、滿程誤差消除;還能通過內(nèi)、外時鐘同步連接的工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)串行 口和微處理器完成連接。轉(zhuǎn)換器能在電荷平衡的過程中,消除基帶 頻率中高速傳輸所形成的高頻帶量化噪聲。而在低頻測量的應(yīng)用 當(dāng)中,該種轉(zhuǎn)換器是作為一個功能完整的高分辨率ADC器件,從 原理來說適于作為直流小電壓信號放大的轉(zhuǎn)換器件。
3.1.2壓力信號采集溫度補(bǔ)償 壓阻式傳感器內(nèi)部為電橋式結(jié)構(gòu),因此傳感器輸出的電信號隨著溫度變化有所漂移,需對壓力傳感器輸出信號進(jìn)行溫度自動補(bǔ) 償,以保證壓力計量結(jié)果的準(zhǔn)確性。在此采用的溫度傳感器為美國AD公司生產(chǎn)的AD590,用于完成將環(huán)境溫度變化轉(zhuǎn)換為電信號變 化的過程。該種傳感器測溫精度高且范圍廣, 要求的外圍器件少,因此適合應(yīng)用于壓力模塊,其溫度系數(shù)為1μA/K,即當(dāng)T=25℃=298.2K時,I=298.2μA;當(dāng)T=50℃=323.2K時,則I=323.2μA.
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