智能压力传感器的研究

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本论文在对传统的压力传感器结构及性能、智能压力传感器系统的理论及应用、传感器和检测技术、通讯技术等进行深入研究的基础上,提出了一种新型智能化压力传感器,并对其硬件配置和软件进行了全面的设计。  本设计采用高性能价格比的3片内部资源丰富、具有较强信息处理能力的控制器芯片,并结合国内外流行的陶瓷压力传感器,加上一些简单的外围电路进行了较完善的系统硬件设计。本设计采用小体积、低价格器件,所有电路集成在一块电路板上,扩展了RS-485总线通讯接口,采用Modbus总线通信协议,能够与PC机构成主从式总线通信网络,方便实现远程监控。  本设计在对智能压力传感器系统的智能化功能深入研究的基础上,设计了较为完善的智能化软件。通过软件零点补偿法、数字滤波技术、供电电压补偿算法、温度补偿算法等方法对零点漂移、电源电压波动的影响、温度变化的影响等进行了实时的补偿,并利用传感器故障的处理方法对各种故障异常情况进行了实时处理。  本设计分别从功耗、灵敏度、精度、可靠性、实时性、可维护性等方面提出了改善智能压力传感器性能的措施。  本论文设计的智能压力传感器具有自校准功能、数字补偿功能、故障异常诊断和报警等功能,具有体积小、成本低、功耗低、精度高、可靠性好、智能化程度较高等特点,而且可以和微机远距离通信并能同时测量多个点。另外,工程人员可以快速搜索传感器的地址和波特率等参数,并可在输入密码后对传感器的配置参数做出必要的修改。  本设计对智能压力传感器系统进行了充分的调试,并介绍了常见的硬件故障及排除措施和常见软件调试的故障与排除措施。实测结果表明,该系统的技术性能达到了预定的指标,具有一定的实用价值。
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