基于英飞凌智能传感器SP12SP30的TPMS设计

基于英飞凌智能传感器SP12SP30的TPMS设计
基于英飞凌智能传感器SP12SP30的TPMS设计

基于英飞凌智能传感器SP12/SP30的TPMS设计

汽车轮胎压力监测系统(TPMS)主要利用安装在每一个轮胎里的压力传感器来直接测量轮胎的气压,通过射频无线传输,在汽车行驶时实时地对轮胎气压进行自动监测,对轮胎漏气、低气压和高气压进行报警,以保障行车安全。

英飞凌面向TPMS应用的SP12/SP30传感器整合了硅显微机械加工的压力与加速度传感器、温度传感器和一个电池电压监测器,提供四合一传感功能,并配有一个能完成测量、信号补偿与调整及SPI串行通信接口CMOS大规模集成电路,其中SP30内置8位哈佛结构RISC MCU和2D通道的低频(LF)接口,且消耗的电流仅0.4uA。

星科半导体有限公司基于英飞凌传感器SP12/SP30提供整个TPMS系统所涉及的IC以及解决方案,来保证系统的稳定性和可靠性。

TPMS构成

1. 发射模块

发射模块由压力传感器、MCU、射频发射芯片、电池和天线组成,该模块对轮胎压力、温度、电池电压及加速度进行数据采集,并将数据以无线方式发射出去。

发射模块有基于SP12/SP12T和SP30的两个方案:方案一是SP12/SP12T+MCU+TDK5100F(见图1),其中压力传感器SP12(100~450kPa)/SP12T(0~1,400kPa)和射频发射芯片TDK5100F(434M Hz ASK/FSK发射器)均来自英飞凌公司。

图1:基于SP12的TPMS发射模块方案二是SP30+TDK5100F(图2)。

图2:基于SP30的应用方案框图

压力传感器SP30(100~900kPa)内置8位哈佛结构RISC MCU和2D通道的LF接口。射频发射IC采用英飞凌公司的TDK5100F(434MHz ASK/FSK发射器),该系统可直接接收125kHz的低频唤醒信号控制发射模块在不同的模式下工作。

2. 接收模块

接收模块由TDA5210、XC866/XC886、LCD模块和天线组成(见图3)。

图3:TDA5210+XC866/XC886+LCD模块+天线的接收模块框图

接收模块将TPMS发射模块发送的信息进行解调、解码,并将接收的数据通过LCD显示输出。该模块的MCU和射频接收芯片分别采用了英飞凌公司的XC866/XC886和TDA5210。其中XC866/XC886是专为汽车电子设计的8位MCU,带有CAN/LIN控制器,可以快速地将TPMS功能转移次要任务中。

SP30_TPMS发射模块原理

TPMS发射系统实际上是一个定时监测无线系统,整个系统设计的核心问题主要体现在系统低功耗和汽车高速转动时射频接收灵敏度以及噪声抑制方面。针对英飞凌SP30+TDK5100F发射系统,以下是关于这两个核心问题的详细阐述。

首先,系统低功耗是建立在硬件基础上,并且与软件程序相结合实现的,所以选择静态低功耗硬件是前提条件;其次,系统要尽量保持在功耗最低的PWDN模式下;第三,系统从PWDN到RUN模式的硬件唤醒要与软件阕值比较相结合;最后,系统进入RUN模式中,在某些独立于RISC内核的单元工作时,可以让系统进入空闲模式等待,这样也会节省供耗。实测星科DEMO板静态电流3uA。图4为SP30+TDK5100F 发射系统的程序流程。

图4:SP30+TDK5100F发射系统的程序流程图

图5:SP30内部功能框图

在软件架构中有一些需要注意的地方:

1. 整个软件架构主要由三个模块组成:初始化模块、传感器数据测量模块(Measure_Data)、RF发射模块(SSI_Datagram)。这三个模块尽量做成函数包,方便移植和功能升级。

2. 间隔定时器(IT)唤醒系统后利用软件设置几个阕值区加以判断参数测量和RF发射,尽量节省功耗。比如利用加速度测量判定汽车启动/停止状态来决定其他参数是否需要测量,判定汽车大致速度决定RF发射频率等;利用欠压、高压等级区域判定RF发射报警频率等。这些需要客户根据实际去完善。需要注意的是,所有的阕值不要设置成某一固定值,应该是某一区域,当然这个区域的设定要反复测量,太小将对系统稳定造成影响,也不利于节省功耗,太大则测量灵敏性较差。

3. 利用IT和LT(LF定时器)来实现LF接口使能和关闭LF检测,这样可以不必使LF接口常开又能保证实时检测主机命令,更大程度省电。

图6:TDK5100F内部框图

图7:TDA5210内部框图

其次,汽车高速转动时射频接收灵敏度以及噪声抑制问题。发射模块是内置在轮胎内部的,除了轮胎中环境温度、RF信号屏蔽等会对射频造成影响之外,更需要解决的是汽车高速转动对射频性能的影响。需要强调的是TPMS系统选择的RF器件基本都是集成电路,RF IC的性能直接影响到整个系统的性能。设计工程师需要做的只是针对这颗IC外围某些器件的选型(晶振、天线)、功率放大器与天线的参数匹配以及RF布局等,作好这几方面则基本上能够解决以上的问题。英飞凌RF TX芯片TDK5100F是针对汽车级别设计的低速(120Kbaud)低功耗RF IC,与之配套的RX芯片TDA5210接收灵敏度达到-107dBm。

在RF设计中需要注意以下一些问题:

1. 晶振的选择。TDK5100F/TDA5210是窄带RF IC,由于温度导致的晶振频差和晶振负载电容的不一致都会导致接收灵敏度的差异,所以晶振的特性选择非常重要。

2. 天线的选择。TPMS发射系统安装要求是比较高的,当然除了天线性能之外,对其外型结构也有同样高的要求。从两者的折衷考虑,目前用的比较多的是螺旋天线。PCB环行天线虽然结构与成本最好,但是由于其谐振中心频点以及等效阻抗等需要网络分析仪去校正,以及其本身PCB材料造成的天线损耗都使其在TPMS中应用不多。单级天线的性能是可以做得很好的,但是结构不具备良好的安装性,其使用也不是很多。

3. TD5100F布局注意要点。晶振布局远离天线,匹配元件要彼此直角布局,天线不要铺地和走其它信号线等。

4. 在不需要对PCB做较大更改的前提下,利用网络分析仪做天线参数匹配的最后确定,并实测发射功率以及接收灵敏度。

接收模块

本系统接收模块是由TDA5210+XC866组成的,实际XC866只需要一个I/O就可以接收TDA5210的解调数据,需要考虑的TPMS系统属于汽车电子安全系统,为了系统任务升级扩展,MCU的选型也尽量满足汽车环境的要求,英飞凌XC866/XC886是专为汽车电子设计的8位MCU,带有CAN/LIN控制器,可以快速地将TPMS功能转移次要任务中。如果此时TPMS功能是作为节点存在,那么MCU就可以释放出来执行其他的任务,而在汽车电子中,这种任务相当多的是电机控制,这就用到了XC866的强大外设功能(电机控制单元和PWM捕获比较单元)。因此,接收端MCU的选择不仅是关系到汽车级别的MCU,更应该有一些超前的意识。

本文小结

由于汽车市场的快速增长,TPMS系统也将拥有更多的发展空间,在这个充满机遇同时又面临众多技术调整的市场上,选择合适的解决方案将对厂商在这个市场上是否能取得成功起着非常关键的作用。星科半导体公司推出了TPMS的参考设计,用户可以利用该参考设计快速地将产品推向市场。

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基于SP30_TPMS的IC简要说明

SP30:内部集成一个低功耗8 BIT哈佛结构的RISC控制器;

工作模式:下电、运行、空闲、热关断;

唤醒方式:IT/LT唤醒,PORT唤醒,LF检测唤醒;

固化函数库,可方便用户直接调用

压力范围:100-900Kpa

温度范围:-40到+125℃

电压测量范围:1.8-3.6V

加速度范围:-12-115g

TDK5100F:433-435MASK/FSA发射器,PLL、VCO、功率放大器集成在内部,发射功率为5dBm,带有POWER DOWN模式,CLKOUT输出。

电压范围:2.1-4V;温度范围:?40℃~+125℃;静态电流:0.3nA。

TDA5210:400-440M/810-870M ASK/FSK SFR 接收器

FSK灵敏度<-100dBm, ASK灵敏度< -107dBm

PWDN电流:50nA

芯片内部集成LNA、PLL、VCO、MIXER、LIMITER、AGC

作者:

尹智海

应用工程师

上海星科半导体有限公司

智能家具环境下的传感器的设计说明

1.绪论 1.1研究背景 随着人们对居住条件、生活质量、信息获取的需求越来越迫切,社会信息化脚步的进一步加快,家居信息化成为建设社会信息化过程的一个很重要环节。家庭是社会的细胞,唯有家庭实现了信息化,才可能真正实现社会的信息化。对智能家居系统的研究及开发是实现家庭信息化得必经之路。但目前国的研究尚未建立一个完整的理论体系,对智能家居的理解也存在着种种差异;当前国的智能家居产品大都功能贫乏,系统设计不规、扩展性差,对当前的发展形式较难适应,同时智能家居技术在我国处于起步阶段,许多技术标准都未标准化,还有很多工作需要做。因此加强智能家居应用方面的研究,通过选取合适的技术,设计合理的方案,组建一种符合我国国情的、具有自主知识产权的智能家居系统己成为当前智能家居研究领域中极富挑战的课题。 1.1.1智能家居控制系统的应用需求 随着人们生活水平的提高,智能化需求日益旺盛。智能控制器作为智能产品的核心器件应该享有更为旷阔的发展空间,未来成长较好。中国智能控制产品规模与全球智能控制产品规模的增长率走势相接近,但是整体增长速度超过全球增长速度。全球智能控制产品市场规模,逐年稳步增长。 国智能家居产品多集中在别墅和复式住宅等高端家庭,高端智能化产品在智能家居销售份额中占很大的比重,中低端产品市场普及率较低。并且各地区间发展不平衡,主要集中于东部沿海发达城市,而中西部城市智能家居市场相对空白。另外,的智能家居市场的需求量较其他城市需求量大,主要原因就是的经济发展更好一些。 智能家居发展初期始于安防控制,家庭用户主要采用环境监测、煤气探测、

温湿度调节、防火报警等功能保障财产安全。目前,由于城市的安全环境越来越好,人们更注重的则是家居的舒适和便利,而安防的侧重点将会越来越少。为此环境控制和娱乐服务控制日渐成为更多智能家居市场更大的需求点。 1.1.2智能家居控制系统的研究及应用现状 随着近年来科学技术的迅速发展和普及,我们的工作、生活观念也发生了巨大的改变,现代家庭生活追求的新方向—智能化生活已经悄然走进我们的生活,“智能家居”已成为家庭信息化和智能化必不可少的需求。智能家居是指在小区部宽带网络己经普及的基础上利用小区部的网络环境搭建的以家庭为单位的控制系统。首先,在一个家居中建立一个通讯网络,为家庭信息提供必要的通路,在家庭网络的操作系统的控制下,通过相应的硬件和执行机构,实现对所有家庭网络上的家电和设备的控制和监测。其次,通过一定的媒介,构成与外界的通讯通道,以实现与家庭以外的世界沟通信息,满足远程控制/监测和交换信息的需求。最后,智能家居的最终实现目的都是为满足人们对安全、舒适、方便和符合绿色环境保护的需求。智能家居从功能上来说,主要分为家庭安防功能、家庭数据采集功能、家电及家庭电子设备控制、家庭信息管理平台和家庭能源控制功能等五大功能。 现在,世界各国都在跻身于网络信息服务技术的家庭应用,硅谷目前的投资和研发热点就是这方面的应用。圣保罗风险资本公司、Flatiron合伙公司和松下电子公司已经拨款1.4亿美元,投资于支持智能家居的信息家电公司。诺基亚、摩托罗拉和至少另外五家制造商正在开发网络。而惠普、IBM、太阳微系统和索尼等公司正准备推出大量新发明的小玩意儿。从巴掌大小的扫描仪到赋予这些装置动力的芯片和软件等不一而足。 当前,我国对智能家居的研究刚起步。1994年,国家科委立项资助重大科技项目“2002年小康型城乡住宅科技产业工程项目”其目标是以科技为先导。以示住宅小区建设为载体,推进我国住宅产业现代化,构建新一代住宅产业,在该项目中,把智能型住宅技术列为重中之重,开展技术、产品与工程的应用研究。2000年9月,长虹、海尔、春兰、TCL、小天鹅、上广电、厦新、电子三所、清

智能光电传感器的设计

智能光电传感器的设计 大庆石油学院电子科学学院 苑永强 王立刚 [摘 要]智能传感器越来越得到重视,高精度、高智能化将是传感器发展的必然趋势。因此,我们设计了一种可靠性 高、稳定性好,而且具备数据处理能力,并能够自检、自校、自补偿等功能的智能光电传感器。[关键词]O PT 101 自补偿 D S 18B 20 1、引言 随着激光技术在医疗卫生、精细加工、科学研究等领域的广泛应用,对微弱的光信号进行高精度、高可靠性检测变得更加重要。为了能够实现要求,我们将结合现代智能传感器的发展,设计了一种智能光电传感器。从结构上来讲,智能传感器是由经典传感器和微处理器单元构成,下面给出了典型的智能传感器系统框图,其中有信号预处理和模数转换接口,微处理器以及D A 转换及驱动电路的输出接口。本设计系统将结合智能传感器的设计思想,设计了一种能实现零点校正、增益可调、增益自补偿等功能的光电传感器,同时本系统采用数字温度传感器D S 18B 20对温度进行测量,实现温度自补偿功能,通过软件设 计最终能够实现系统自检、自校正、线性补偿等功能。 2、电路设计 2.1前置光电探测器设计 光电二极管由于响应快、灵敏度高、性能稳定、测量线性好、噪声低而被广泛用于光电检测电路中,尤其在激光测量中,通常可以测量微瓦以下的光信号。在进行精密仪器测量时,如果考虑到测量时的线性度,必须保证负载电阻零,光电二极管一般运用于零偏压法,常用低噪声运算放大器构成电流电压转换器的办法来满足这一要求。如下图所示,由于负反馈放大器的等效输入 阻抗为R in =R f (1+A ),其中A 为运算放大器的开环增益,R f 为放大器的反馈电阻。一般而言运算放大器的开环增益 A >>1×106,则输入阻抗R in ≈0,一方面可提高光电二极管测 量的线性,另一方面光电二极管工作区域接近短路状态 ,电路可获得最小噪声系数[3]。 本文选用O PT 101芯片作为为光电二极管的前置放大电 路,片内光电二极管和互跨阻抗放大器在一个片上的集成和结 合能够消除了分立设计中通常出现的问题,如漏电流误差、噪声交叉干扰和由于杂散电容硬件的增益峰化,0.09×0.09inch 的光电二极管在光导方式下工作可得到极佳的线性度和很底的暗电流且输出的是电压信号。O PT 101的工作电源范围较宽(+217——+36V ),同时在R f =1M 时,带宽可达14KH Z ,足够满足大部分精密测量场合的应用。 从图中可知,电源引脚附近应接上稳压电容,输出的电压在无光时(暗电压)是7.5m v (直电流),并随着光亮度的增加而增加。光电二极管电流与照射在其上的光强成正比。在650NM 波长红光时,其响应度近似为0.45A W 。测量精度可以达到10-8A ,可满足高精度的测量要求。 2.2增益可调硬件电路设计 为了能够实现光电更精确的测量,本文将利用M U X (电子模拟开关),PGA (程控增益放大器),ADC (模数转换器), DA C (数模转换器)构成经典的程控数据采集系统。 M U X 可程控选择多种信号或内部标定的信号;PGA 对M U X 选择的信号进行程控放大,可将信号调整到适于ADC 采 集的范围,同时也可实现通道的自动调零。ADC 实现模数转换,DA C 用于提供各通道自标定信号和调零信号以及模拟信号输出,单片机是控制的核心,处理ADC 的输入信号和DA C 的输 — 87—

智能压力传感器的研究与开发定稿

智能压力传感器的研究与开发 摘要 为了提高压力传感器的精度,解决功能单一的问题设计了一种新型的智能压力传感器。该压力传感器以MSP430单片机为控制核心,通过A/D转换接口实现对压力传感器的温度和压力信号的采集,利用BP网络算法实现了对采集信号的数据拟合,利用LED显示,利用RS485串口通讯实现数据交换及压力值输出,完成功能要求。 详细叙述了压力传感器的温度补偿方法,重点讨论了人工神经网络中的BP网络算法。BP网络算法主要包括BP网络的结构,基于MATLAB神经网络工具箱的BP网络仿真。根据BP网络的数据连接关系实现了BP网络的C语言表示,根据BP网络的权值、阈值由数组连接实现了向MSP430单片机的程序移植,完成信号的控制。提出了基于遗传模拟退火BP网络算法的压力传感器温度补偿系统。 设计了压力传感器的硬件电路。利用MPM280压力传感器测量压力,通过放大器实现温度和压力信号的放大,利用MSP430自带A/D转换的12位MSP430单片机实现信号处理,通过RS485实现输出,设计了显示功能,设计了丰富的电源电路,并且通过相应的电压转换芯片实现对各个模块的不同电压供电。 实现了压力传感器的软件设计,在MSP430编译软件IAR上利用C语言实现了初始化子程序,温度和压力A/D采样程序,BP网络信号处理子程序,显示子程序和RS485通讯子程序。设计了基于MATLAB GUI的串行通讯压力传感器标定软件,在GUI上实现了对单片机的信号采集,BP网络训练以及对单片机的串行通信实现的在线标定的功能。 研究设计的智能压力传感器具有体积小、精度高,并实现了基于MATLAB的BP网络在线标定。通过仿真对软、硬件进行了充分的调试,效果良好,在工业现场已经应用实现,在众多压力测控系统中有着广阔的应用前景。 关键词:压力传感器,MSP430单片机,温度补偿,BP网络算法

毕业设计---智能压力传感器系统设计

毕业设计任务书 一、题目 智能压力传感器系统设计 二、指导思想和目的要求 1.培养学生综合运用所学职业基础知识、职业专业知识和职业技能,提高解决实际问题的能力,从而达到巩固、深化所学的知识与技能; 2. 培养学生建立正确的科学思想,培养学生认真负责、实事求是的科学态度和严谨求实作风; 3.培养学生调查研究,收集资料,熟悉有关技术文件,锻炼学生的科研工作能力和培养学生的团结合作攻关能力。 三、主要技术指标 1.培养学生综合运用所学职业基础知识、职业专业知识和职业技能,提高解决实际问题的能力,从而达到巩固、深化所学的知识与技能; 2. 培养学生建立正确的科学思想,培养学生认真负责、实事求是的科学态度和严谨求实作风; 3.培养学生调查研究,收集资料,熟悉有关技术文件,锻炼学生的科研工作能力和培养学生的团结合作攻关能力。 三、主要技术指标 本设计主要设计一个智能压力传感器的设计,要求如下: 被测介质:气体、液体及蒸气 量程:0Pa~500pa 综合精度:±0.25%FS 供电:24V Dc(12~36VDC) 介质温度:-20~150℃ 环境温度:-20~85℃ 过载能力:150%FS 响应时间:≤10mS 稳定性:≤±0.15%FS/年 能实时显示目标压力值和保存参数,并能和上位机进行通信,并具有较强的抗干扰能力。 所需要完成的工作: 1.系统地掌握控制器的开发设计过程,相关的电子技术和传感器技术等,进行设计任务和功能的描述;

2.进行系统设计方案的论证和总体设计; 3.从全局考虑完成硬件和软件资源分配和规划,分别进行系统的硬件设计和软件设计; 4.进行硬件调试,软件调试和软硬件的联调; 5.查阅到15篇以上与题目相关的文献,按要求格式独立撰写不少于15000字的设计说明书及1.5万(或翻译成中文后至少在3000字以上)字符以上的英文翻译。 四、进度和要求 第01周----第02周:查阅相关资料,并完成英文翻译; 第03周----第04周:进行市场调查,给出系统详细的设计任务和功能,进行系统设计方案的论证和总体设计; 第05周----第07周:完成硬件电路设计,并用PROTEL画出硬件电路图; 第08周----第10周:完成软件模块设计与调试; 第11周----第12周:进行硬件调试,软件调试和软硬件的联调; 第13周----第14周:撰写毕业设计论文; 五、主要参考书及参考资料 1. 单片机原理及应用,张鑫等,电子工业出版社 2. MCS51单片机应用设计,张毅刚等,哈尔滨工业大学 3. MCS51系列单片机实用接口技术,李华等,北京航天航空大学 4. PROTEL2004电路原理图及PCB设计,清源科技,机械工业出版社 5. 基于MCS-51系列单片机的通用控制模块的研究,曹卫芳,山东科技大 学,2005.5 6. 单片机应用技术选编,何立民,北京航空航天大学出版社,2000 7. 检测技术与系统设计,张靖等,中国电力出版社,2001

浅谈智能传感器在汽车电子中的应用

浅谈智能传感器在汽车电子中的应用 摘要:世界各国都在车用传感器硬件的基础上,努力用软件来解决汽车电气干扰大、环境差、温度高、温度梯度大、污染等问题造成的对汽车参数测量的影响。智能传感器精度高、量程覆盖范围大、输出信号大、信噪比高、抗干扰性能好,有的还带有自检功能,在汽车中应用也越来越广泛。 关键词:智能传感器汽车电子传感器 0 引言 在信息社会的今天,人们对信息的提取、处理、传输以及综合等要求愈加迫切,传感器作为信息提取的功能器件,在国防、科技、工业、农业以及生活各个领域占有重要地位和作用,传感器技术的开发和应用水平已经成为代表一个国家工业发展的标志之一。汽车传感器作为汽车电子控制系统的信息源,是汽车电子控制系统的关键部件,也是汽车电子技术领域研究的核心内容之一。应用于汽车上的传感器有很多种,目前主要有:温度传感器、压力传感器、流量传感器、位移传感器以及速度、加速度传感器等等。 1 智能化传感器概述 智能传感器是装有微处理器的、能够执行信息处理和信息存储、还能进行逻辑思考和结论判断的传感器系统。智能传感器是传感器集成化与微处理器结合的新一代电子器件,具有自动补偿、自动校准、自动诊断、数据处理、通信等功能。智能传感器能对信息进行处理、分析和调节,能对所测量数值及其误差进行补偿,能借助软

件对非线性信号进行线性化处理,还能利用软件实现非线性补偿或其它更复杂的环境补偿。 对于汽车电子器件而言,大多元件处于非常恶劣的运行环境中,而且各不相同。诸如工作状态时的高温、停车等待时的低温、电磁干扰以及高速运动是的风噪和高强度的冲击等。所以要求电子元器件和电路要有高稳定、对环境的自适应、自补偿调整的能力。 智能传感器与普通传感器相比测量的数据更加准确,这是由于它对测量的数据量可进行修正,这样就减少了环境因素,例如温度、湿度、风噪等的影响。它的最大优点在于能够充分感知驾驶员和乘客的状况、交通设施以及周边环境的信息,能够判断驾驶员和乘客是否处于最佳状态、车辆和人是否会发生危险,并及时采取相应措施。它的不同之处就在于是利用软件来解决问题的,而这些问题又是普通的传感器中硬件难以解决的问题。 2 智能传感器在汽车电子中的应用 2.1 汽车制动系统 对于汽车必须具有平稳、安全驾驶的考虑,汽车制动系统尤为关键。汽车防抱死制动系统(anti lock break system;abs),控制防止汽车制动时车轮的抱死,保证车轮与地面之间达到最佳滑动率(5%-20%)。这样汽车无论在何种路面上制动时,自动调节作用在车轮上的制动力矩,轮胎与地面之间都能达到纵向的峰值附着系数和较大的侧向附着系数,从而可以保证车辆制动时不会发生车轮抱死抱滑、失去转向能力等不安全的情况,减小制动距离,提高了汽

智能压力传感器的设计

密级: NANCHANG UNIVERSITY 学士学位论文 THESIS OF BACHELOR (2009—2013年) 题目智能化压力传感器的设计 学院:环化学院系测控系 专业班级:测控技术与仪器093班 学生姓名:钟刚学号: 5801209114 指导教师:刘诚职称:讲师 起讫日期: 2013.3.15—2013.6.6 南昌大学 学士学位论文原创性申明 本人郑重申明:所呈交的论文是本人在导师的指导下独立进行研究所取得的研究成果。除了文中特别加以标注引用的内容外,本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写的成果作品。对本文的研究作出重要贡献的个人和集体,均已在文中以明确方式表明。本人完全意识到本申明的法律后果由本人承担。

作者签名:日期: 学位论文版权使用授权书 本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定,同意学校保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版,允许论文被查阅和借阅。本人授权南昌大学可以将本论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索,可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文。 保密□,在年解密后适用本授权书。 本学位论文属于 不保密□。 (请在以上相应方框内打“√”) 作者签名:日期: 导师签名:日期:

传感器及转换器形成系统的“前端”,没有它,许多现代化的电子系统都无法正常工作。传感器已广泛的应用于工业控制系统和能源工业装置当中(如石油和天然气的生产、配电工业)。它们也是制造录音机和录像机这些原始设备产品的重要内在组成部分。大多数这些数字电子系统之所以具有普遍性和强大优势是得益于传感器广泛应用于这些电子电路中。 本课题将深入研究智能压力传感器系统理论及其在压力测试方面的应用,对新型智能压力传感器系统的智能化功能、智能化软件和硬件配置进行全面的设计。提出了一种差动电容式传感器的前置电路,基于电容/ 电压转换的原理,对微小电容变化量进行测量。电路输出的直流电压与差动电容变化量成线性关系,且能对偏差电容和电路的漂移进行自动补偿。 完善智能化软件,实现温度补偿、自动校准、总线数字通讯、自动增益控制等多种智能化特性,使智能化程度尽可能的提高。 关键词:传感器;压力;智能化。

智能压力变送器设计

摘要 传感器在工业生产中起着重要的作用,随着工业的发展,人们对于传感器的精度和用户体验等方面有着越来越高的要求,相应的仪器仪表在工业生产中也有着越来越重要的地位。压力,作为工业生产过程中重要参数之一,实现对其精确的检测和控制是保证生产过程运行和设备安全必不可少的条件。 这个课程设计是以AT89C51单片机为核心的智能压力变送器。通过压力传感器对工业现场的压力信号进行采集,通过全桥测量电路,三运算放大电路,进过AD0809转换器转换成数字信号送往单片机AT89C51进行处理,再经过DA0832装换成模拟信号,输出4~20mA的标准电压信号,由LED液晶显示屏显示所测得压力值。人机交互采用独立式键盘,键盘设置“+”,“-”和“、”三个按键分别用来设置上限值、下限值和锁存上限值和下限值,并设置报警电路,当输出超过上限值或下限值后自动报警提醒工作人员。 关键词压力变送器智能化

目录 摘要................................................. I 1 绪论.. (1) 1.1压力变送器背景和应用简介 (1) 2 系统总体设计 (2) 2.1 系统设计要求 (2) 2.2 总体设计方案 (2) 3 智能压力变送器的硬件设计 (4) 3.1 压力传感器 (4) 3.1.1 压力传感器的选择 (4) 3.1.2压阻式压力传感器的结构组成 (4) 3.2 电阻信号的测量桥路 (5) 3.2.1 测量电路的工作原理 (5) 3.3 信号放大电路 (6) 3.3.1 放大器的选择 (6) 3.3.2 三运放差分放大电路 (6) 3.4 A/D转换模块 (7) 3.4.1 ADC0809与单片机连接 (7) 3.5 单片机 (8)

压力传感器原理

目录 1 概述 2 工作原理 1. 2.1 电阻应变片 2. 2.2 陶瓷型 3 选型要点 4 常见故障 5 四个无法避免的误差 6 抗干扰措施 7 八大发展趋势 将压力转换为电信号输出的传感器。通常把压力测量仪表中的电测式仪表称为压力传感器。压力传感器一般由弹性敏感元件和位移敏感元件(或应变计)组成。弹性敏感元件的作用是使被测压力作用于某个面积上并转换为位移或应变,然后由位移敏感元件或应变计转换为与压力成一定关系的电信号。有时把这两种元件的功能集于一体。压力传感器广泛应用于各种工业自控环境,涉及水利水电、铁路交通、智能建筑、生产自控、航空航天、军工、石化、油井、电力、船舶、机床、管道等众多行业。 力学传感器的种类繁多,但常用的压力传感器有电阻应变片压力传感器、半导体应变片压力传感器、压阻式压力传感器、电感式压力传感器、电容式压力传感器、谐振式压力传感器及电容式加速度传感器,光纤压力传感器等。应用最为广泛的是压阻式压力传感器,它具有极低的价格和较高的精度以及较好的线性特性。 压力传感器是使用最为广泛的一种传感器。传统的压力传感器以机械结构型的器件为主,以弹性元件的形变指示压力,但这种结构尺寸大、质量轻,不能提供电学输出。随着半导体技术的发展,半导体压力传感器也应运而生。其特点是体积小、质量轻、准确度高、温度特性好。特别是随着MEMS技术的发展,半导体传感器向着微型化发展,而且其功耗小、可靠性高。 压阻式应变压力传感器的主要由电阻应变片按照惠斯通电桥原理组成。 电阻应变片

一种将被测件上的应变变化转换成为一种电信号的敏感器件。它是压阻式应变传感器的主要组成部分之一。电阻应变片应用最多的是金属电阻应变片和半导体应变 电阻应变片内部结构 片两种。金属电阻应变片又有丝状应变片和金属箔状应变片两种。通常是将应变片通过特殊的粘和剂紧密的粘合在产生力学应变基体上,当基体受力发生应力变化时,电阻应变片也一起产生形变, 使应变片的阻值发生改变,从而使加在电阻上的电压发生变化。这种应变片在受力时产生的阻值变化通常较小,一般这种应变片都组成应变电桥,并通过后续的仪表放大器进行放大,再传输给处理电路(通常是A/D转换和CPU)显示或执行机构。 金属电阻应变片的内部结构 如图所示,是电阻应变片的结构示意图,它由基体材料、金属应变丝或应变箔、绝缘保护片和引出线等部分组成。根据不同的用途,电阻应变片的阻值可以由设计者设计,但电阻的取值范围应注意:阻值太小,所需的驱动电流太大,同时应变片的发热致使本身的温度过高,不同的环境中使用,使应变片的阻值变化太大,输出零点漂移明显,调零电路过于复杂。而电阻太大,阻抗太高,抗外界的电磁干扰能力较差。一般均为几十欧至几十千欧左右。 惠斯通原理

智能压力传感器外文翻译文献

智能压力传感器外文翻译文献 (文档含中英文对照即英文原文和中文翻译) 译文: 基于C8051F350的智能压力传感器的设计 摘要 为了克服传统的压力传感器的缺陷。设计一种智能压力传感器,根据组合物的应用范围的智能传感器系统中,进行温度校正,充分考虑共同的组件之间的连接参数协调,我们选择了一个良好的可用性、高可靠性和低成本元件,80C51单片机进行控制和处理,对于整个测量系统组成而言,该系统具有自动测量、放大、A / D转换的温度和压力参数、微弱信号的锁定放大、相敏检波(PSD)、共模信号抑制、采集到的信号消噪处理、交叉敏感的脱钩的功能,并能够将结果显示,它还具有自动自检、温度补偿和上侧的通信和其它功能。 关键词:压力传感器,锁-放大器;80C51F350的单片机硬件电路 手稿编号:1674-8042(2011)02-0157-04 DIO:10.3969/j.issn.1674-8042.2011.02.14

1 引言 随着时代的发展,电子计算机,自动化生产,调制解调器信息,军工,交通运输,化工,环保,能源,海洋开发,遥感,空间科学与技术,传感器的需求越来越大的发展,其应用已渗透进入该地区国民经济各个部门和人们的日常的日常文化生活。可以说,从太空到海洋,从各种复杂的工程系统的基本日常生活的必需品不能分开从各种传感器,传感器技术,为国民经济的日益发展,起着巨大的作用。然而。目前市场上销售的智能传感器有许多不足之处,如单天资讯指标和质量参差不齐。这样的设计总结了上述缺陷,以往的经验的基础上,使用锁相放大器,相敏检波,并巧妙地解决了有用信号从噪声中提取的低缺陷和问题的去耦的交叉灵敏度和使用的技术双电源供应电力,以及提高系统性能,增加新的故障诊断和使用一个共同的数字的接口技术和国际市场的通信协议等。因此,有非常广阔的应用前景。 2 系统硬件设计 智能传感器的传感器_信息的检测和处理。智能传感器包括收集,处理,交流信息的功能。它是集成传感器和微处理器的产品的组合。智能压力传感器的组合物,如图2.1所示。 图2.1 基于CS051F350的智能压力传感器框图 设计主要是提供了一个稳定的电源电压,结合单片机通过外围电路设计。然后,单RS485通信接口 电源 单片机(C8051F350) 温度传感器 锁定增强 压力传感器 传感器校正

智能传感器物联网综合实训平台的设计概要

第11卷第2期2011年6月 南京工业职业技术学院学报Jour nal o fNan ji n g Institute o f I ndustry Techno logy V o.l 11,N o .2J un .,2011 收稿日期:2011 04 14 基金项目:江苏智能传感器网络工程技术研究开发中心开放基金项目(编 号:ZK10 04 02 作者简介:戴娟(1966 ,女,江苏丹阳人,南京工业职业技术学院副教授,高级工程师;倪瑛(1979 ,女,江苏丹徒人,南京工业职业技术学院 讲师。 智能传感器物联网综合实训平台的设计 戴娟,倪瑛

(南京工业职业技术学院电气与电子工程学院,江苏南京 210046 摘要:提出了智能传感器物联网综合实训平台的设计方案。此方案的硬件结构是以先进的ARM 9系列的S3C2440为控制核心,通过增加外围模块来实现的。此综合实训平台解决了高职院校物联网专业实验、实训对象缺乏的问题, 弥补了相关操作及仪器设备的空缺。 关键词:智能传感器;物联网;综合实训平台;ARM 9 中图分类号:G642.44 文献标识码:A 文章编号:1671 4644(201102 0064 03 引言 物联网[1]是通过信息传感设备,按约定的协议实现人与人、人与物、物与物全面互联的网络,其主要特征是通过射频识别、传感器等方式获取物理世界的各种信息,结合互联网、移动通信网等网络进行信息的传送与交互,采用智能计算技术对信息进行分析处理,从而提高对物质世界的感知能力,实现智能化的决策和控制。在今年下半年,全国共22所高职院校将招收物联网专业的学生。高职院校的人才培养目标,一直是以就业为导向,培养高技能应用型人才。物联网本身是应用性很强的学科,仅仅传授基本概念和基础知识是不够的,要从实验和应用入手,切实培养出符合企业和社会需求的物联网实用人才。因此在高职院校物联网专业的课程体系中,每一学期都安排相应的综合实训课程或课程设计环节。综合实训的目的就是将学生学习的专业知识融合到实际的项目中,通过实训项目的实施,使学生进一步巩固专业知识,从而掌握专业的工作技能。在高职院校,正是通过综合实训来培养学生的综合素质,其中就包括工作技能的培养,因此综合实训的重要性不言而喻。传感网络作为物联网的重要组成也受到了越来越多的关注。传感网络是一种全新网络技术,它综合了传感器、通讯以及微机电等技术,可以预见,在不久的将来,传感网络将给我们的生活方式带来革命性的变化。 1 平台设计的基本原理

传感器智能家居设计报告汇总

南通大学 传感器与检测课程设计报告书 学院:电气工程学院 班级:自143 姓名:钟明蕊 学号:1412011064

目录 1设计目的及要求 (1) 2总体设计方案 (2) 2.1智能家居——温度检测 2.1.1测温器件DS18B20的简介 (2) 2.1.2显示器件介绍 (3) 2.1.3硬件设计电路 (4) 2.1.4软件设计电路 (5) 2.2智能家居——气体泄漏/火灾检测 2.2.1 MQ-2/MQ-7气体传感器 (7) 2.2.2 A/D转换电路 (8) 2.2.3硬件设计电路 (8) 2.2.4软件设计电路 (9) 2.3 智能家居——外人闯入 2.3.1干簧管简介 (10) 2.3.2干簧管电路 (11) 2.3.3硬件设计电路 (11) 2.3.4软件设计电路 (12) 3各模块与TC35之间的通讯 (12) 4 TC35 GSM模块 (14) 参考文献 (15)

智能家居监控系统设计 1、设计目的及要求 1.1设计背景: 智能家居以住宅为平台,将建筑、网络通信、信息家电、管理融为一体的高效、舒适、安全、便利、环保的家居环境。智能家居是一个多功能的系统,包括家庭内部的安全防范、家居布线系统、家电控制、远程的视频监控系统等。家居智能化设计包括传感器的检测,信号的传递,结果处理等。但现在仍未普及,而且目前智能家居的国际标准未成热,因此智能家居监控系统仍然存在广阔的发展空间。 1.2设计目的: 利用所学的传感器与检测技术知识,实现家居温度、煤气泄漏、外人闯入、火灾(烟雾)的检测(以上检测项目必做。在此基础上增加检测项目并具有可行性,加分。除环境监测项目外,也可增加人体信号检测等。)。各检测节点可通过无线方式连接到主机,检测到危险信号后,主机可采用声光报警或远程报警。 1.3设计要求: (1)用Protel画出设计原理图; (2)采用Quaters II、Maxplus II、multisim(EWB)、pspice、Proteus中的一种或几种软件,完成系统电路图部分或全部仿真,在设计说明书 中体现仿真结果; (3)写设计说明书;

智能传感器模块设计

第三章 智能传感器模块硬件结构设计 3.1硬件系统结构 智能传感器模块(STIM)原理框图如图3-1所示,主要包括:变送器阵列模块、信号调理模块、多通道数据采集模块、TEDS模块及TII智能接口等部分。为了增强系统的集成度,设计采用了集成式的片上数据采集系统ADuC812。传感器的输出信号经调理模块放大调理,输入至 ADuC812片内的多通道ADC, ADC对相应通道模数转换后,存储于RAM中,然后通过TII智能接口将数据读入NCAP。为了方便TEDS内容的升级与更新,系统采用异步串行口来下载电子数据表格至ADuC812的片内Flash。此外,异步串行口还可用来下载和调试用户程序,方便系统开发。 图3-1智能传感器模块原理框图 STIM模块的传感器单元以温度传感器AD590为核心,从传感器出来的信号通过信号调理通道输入至ADuC812内部的多路ADC。系统硬件电路图如图3-2所示。

图3-2系统硬件电路图 3.2 片上系统ADuC812 3.2.1 ADuC812一般说明 ADuC812是全集成的高性能的12位数据采集系统,它在单个芯片内集成了高性能的自校准多通道ADC,两个12位ADC以及可编程的8位(与805l兼容)MCU。 片内8KB的闪速/电擦除(F1ash/EE)程序存储器,640字节的闪速/电擦除数据存储器以及256字节数据RAM,均由可编程内核控制。 另外MCU具有包括看门狗定时器、电源监视器和ADC DMA功能,为多处理器接口和I/O扩展提供了32条可编程的I/O线、I2C兼容的SPI和标准UART串行口I/O等。 MCU内核和模拟转换器二者均有正常、空闲和掉电工作模式,有适合于低功率应用的灵活电源管理方案。在工业温度范围内,有3V和5V两种规格电压工作器件可供选择。它有52条引脚,用扁平塑料四方形封装。ADuC812数据采集系统芯片功能框图见图3-3。

智能化压力传感器的设计开题报告

本科生毕业设计(论文)开题报告题目:智能化压力传感器的设计 学院:环境与化学工程学院系化工系 专业:测控技术与仪器 班级: 学号: 姓名: 指导教师:刘诚 填表日期:年月日

一、选题的依据及意义 随着计算机技术和传感器技术的发展,两者的结合也愈来愈紧密,智能化传感器作为两者结合的新兴的研究方向,越来和越受到更多人的关注。近年来,虽然取得了一定的研究和开发成果,但是实际的需求还远远得不到满足。压力测控系统正急需发展,已经开发和使用的压力传感器在无法满足需求,智能化的压力传感器系统,即将信息采集、信息处理和数字通信功能集于一身,能自主管理的开发和使用具有巨大意义。 此次选题是打算对智能压力传感器系统理论及其压力测量方面的应用进行深入研究,提出对智能压力传感器的设计开发和设计。利用集成程度高,功能强大的新型微处理器控制压力传感器,微处理器内部集成大量模拟和数字外围模块,会具有很强大的数据处理能力。 此次论文将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,实现了自动增益控制、温度补偿、自动校准、总线数字通讯等多种智能化特性,使传感器具有较高的智能化程度。提出了利用传感元件自身特性实现温度补偿的算法以及对系统非线性补偿的算法。并对传感器系统进行了较全面的抗干扰和系统故障自诊断设计,保证了系统的稳定性和可靠性。提出一种带有程序判断的智能数字滤波算法,它既具有较好的平滑能力,又具有较快的响应速度。 本系统在软件上运用C语言编程,系统采用与PC机通信,完成数据转换、数据处理以及实时数据显示等功能,便于实现系统集中监控。 本研究设计的智能压力传感器系统具有体积小、成本低、可靠性好、响应速度快、智能化程度高等特点,通过仿真对软、硬件进行了充分的调试,效果良好,在众多压力测控系统中有着广阔的应用前景。 二、国内外研究现状及发展趋势(含文献综述) 传感器技术是现代测量和自动化技术的重要技术之一。从宇宙探索到海洋开发,从生产过程的控制到现代文明生活,几乎每一项现代科学技术都离不开传感器。在工业、农业、国防、科技等各个领域,传感器技术都得到了广泛的应用,并展现出极其广阔的前景。因此。许多国家对传感器技术的发展十分重视。例如在日本传感器技术被列为六大核心技术(计算机、通信、激光、半导体、超导和传感器)之一?“,并且是将传感器列为十大技术之首;美国将90年代看作是传感器时代,将传感器技术列为90年代22项关键技术之一”“。我国对传感器的研究也有二十多年的历史并取得了很大的成就“?。目前,在“科学技术就是第一生产力”的思想指引下,各项科学技术取得了突飞猛进的发展,传感器技术也越来越受到各方面的重视,虽然在某些方面已赶上或者接近世晃先进水平。但是从总体来看,与国外传感器技术的发展相比,我国对传感器技术的研究和生产还比较落后,现正处于方兴未艾的阶段。 据了解,1994年世界传感器市场总的交易额高达260亿美元,并且在2000年以的前,世界传感器市场规模年增幅为7%以上,其中高档的传感器增幅可达18%以上,而那些采用微机械加工技术和微系统技术等高新技术制造的各类型新型智能传感器.其年增长率可达30%以上。从市场销售情况来看,压力传感器占第一位。利用硅材料制作的半导体传感器除具有固体传感器的一般优点以外,还可以把一些集成电路与传感器制作在一起从而构成集成化传感器。集成电路部分若制作了微处理机,则形成智能化传感器。到目前为止,高精确度、高可靠性、小型化、低成本的智能传感器已成为世界传感器市场的主流。

粮仓智能传感器设计

用于粮仓领域的智能温度传感器的设计 摘要: 近年来随着计算机在社会领域的渗透, 单片机的应用正在不断地走向深入,同时带动传统控制检测日新月益更新。在实时检测和自动控制的单片机应用系统中,单片机往往是作为一个核心部件来使用,仅单片机方面知识是不够的,还应根据具体硬件结构,以及针对具体应用对象特点的软件结合,以作完善。 系统以AT89C51 单片机为控制核心,利用新型一线制温度传感器DS18B20 测量温度值,实现粮仓环境温度的检测和报警。本文给出了由AT89C51 单片机和 DS18B20 构成的单总线温度测量系统的硬件电路及软件流程图。该系统具有测点多、精度高、速度快、稳定性好、报警及时等特点,也可应用于其它相关的温度控制系统,通用性较强。 关键词:一线总线;DS18B20;AT89C51;数字温度传感器 Abstract:The system for the control of the core is AT89C51,the temperature sensors DS18B20 is used to measure temperature and this system can realize ambient temperature measurement and alarm. This article introduces the hardware circuit which the software flow chart constitutes by AT89C51 monolithic integrated circuit and DS18B20. This system has many measuring point, high-precision, wide range of temperature monitoring, good stability and alarms timely, it may also be applied in other related temperature control system and the versatility is strong. Keywords:1-Wire TM;DS18B20;AT89C51;Digit Temperature Densor

智能压力传感器的设计

前言 (1) 1 压力传感器 (1) 1.1压力传感器的简介 (1) 1.2 压力传感器的种类 (1) 1.3压力传感器的结构与特点 (1) 2 智能压力传感器 (1) 2.1智能压力传感器的构造 (1) 2.2智能压力传感器的作用 (2) 2.3智能压力传感器的优势 (2) 与传统传感器相比,智能压力传感器的特点是: (2) 2.4智能压力传感器的前景 (3) 3 智能压力传感器的系统设计 (3) 3.1系统结构整体设计 (3) 3.2系统的特点 (3) 4 系统硬件设计 (4) 4.1前端传感器模块 (4) 4.2信号调理电路模块 (5) 4.3 A/D转换模块 (5) 4.4微处理器 (8) 4.5显示模块 (9) 4.6温度补偿模块 (11) 4.7 硬件设计原理图 (11) 5软件程序设计 (16) 5.1软件程序语言介绍 (16) 5.2程序流程图 (16) 5.3 C语言程序设计 (16) 6问题与探究 (16) 7总结................................................................................... 错误!未定义书签。

参考文献 (17)

淮南师范学院2014届本科毕业论文 前言 压力传感器是目前最为大众常见所知的传统传感器,这种传感器以压力形变为指标体现压力变化,这种结构传感器存在质量大,敏感度低,不能和电路器件相连使用等缺陷。随便科技的进步,半导体的迅猛发展,半导体压力传感器的诞生弥补了这些不足,半导体压力传感器,不仅体积小,重量轻,而且可以和电路元器件配套使用,从而大大的提高了智能化和可操作性。压力传感器大大的推动了传感器的发展,让人们能够更好的实现压力体现发展。 1 压力传感器 1.1压力传感器的简介 压力传感器是最为普遍的一种传感器,大多使用在各种自动化环境中,涉及到电力石化,军工科技,船舶制造,数码产品等多方面。一般压力传感器都是用模拟信号转换成输出信号,将输出信号转换为数值表现。这种转换方式大大的提高了工作效率。进而为智能化提供了强有力的发展基础。 1.2 压力传感器的种类 压力传感器通常分为以下几种:1;电容式,2;电阻式,3;压电式,4;电感式,5;智能式。智能式传感器是通过和微处理器相连,与传感器相结合,从而产生了智能化效果,它具有信号处理,信号记忆和逻辑思辨的能力。 1.3压力传感器的结构与特点 本次论文采用差压式电容传感器,电容式传感器灵敏度高,性价比高,操作简单,质量高,过载能力强,在极端环境下,能够稳定工作,提供持续的传感能力,保证了整个元器件工作,并把环境影响降到最低,特点鲜明。 2 智能压力传感器 2.1智能压力传感器的构造 智能压力传感器是利用精密机械制造工艺和集成电路原理,将智能芯片和传感器紧密结合在一个半导体原件上,与传统传感器相比,智能式传感器体积更小,质量小,适用范围更大。整个智能压力传感器结构如下图所示;

基于51单片机为核心的智能压力传感器设计

基于51单片机为核心的智能压力传感器 摘要:在现代科技领域中,传感器技术的地位越来越重要。本文主要论述了51单片机在智能压力传感器设计中的应用,以及对其发展的影响。研究的重点是智能压力传感器本身的稳定性,结合51单片机和压力传感器,对压力感器本身抗干扰能力有了改善的作用,也对压力传感器的智能化和标准化有了促进作用。 0 引言 对目前所有兼容lntel 8031指令系统的单片机,统l称为51单片机。Intel的8031单片机是51单片机的始祖。8031单片机是目前应用最广泛的8位单片机之一。随着Flash rom技术的发展,它也得到了不断的发展,广泛应用于工业测控系统中ATMEL公司的AT89系列,是8031单片机中最有代表性的型号。51单片机是基础入门的一个单片机,也是应用最广泛的一种,在目前乃至今后很长的一段时问内。51系列的兼容机型都将占有大量的市场。 控制系统传统的设计思想和设计方法,因51单片机的应用从根本上得到了改变。现在正在用单片机通过软件的方法,来实现采用硬件电路实现的大部分控制功能,智能化的数字计算控制、模糊控制和自适应控制可通过单片机来实现,从而改变自动控制中的PID调节。随着单片机的广泛应用,以软件取代硬件并能提高系统性能的微控制技术将不断发展完善。 压力传感器,英文名称是pressure transducer,它是指能感受压力,并能将其转换成可用输出信号的传感器。压力传感器在工业实践中很常用,各种工业自控环境中应用很广,涉及的行业也很多,像水利水电、智能建筑、生产自控、航空航天、石化、电力、船舶、管道等行业都有涉及到。 1 智能压力传感器的特点 (1)测量范围和功能都得到了扩展,符合参数的测量及各种不同要求的测量都可以实现。 (2)灵敏度和测量精度得到了提高,微弱信号测量,各种校正和补偿都可以进行,也可以存取测量数据。 (3)测量的稳定性和可能性得到提高,并不受外界干扰,对测量有选择性地进行,智能压力传感器高性能化。 (4)能够自我诊断,对故障部位能准确锁定,故障状态迅速识别。也能实现用硬件不能实现的功能。 (5)输出形式和数字通信接口等很多,具有多样性。 智能压力传感器或是压力传感器智能化,是都具有检测和信息处理功能的传感器。 2 智能压力传感器的采集和处理数据功能 对压力传感器输出信号进行预处理,这是压力传感器智能化之前必须要做的。由于具有种类繁多的被检测信号,输出信号也有模拟量、数字量和开关量等,MD转换的输入量并不是只由压力传感器输出压力传感器输出信号组成的,还必须要对电路将传感器输出信号转换成统一的电压信号或周期信号进行预处理。 (1)采集数据。压力传感器信号经过与处理成为A/D变换器所需要的点模拟信号,依赖于模拟转换器(MD)的模拟典雅的数字化将输入信号变换为数字信号,这些变化通过采样、量化和编码获得。 (2)数据处理。A/D转换器转换压力传感器的数据输出信号,要根据需要加工处理所获得的数字信号,如标度变换、非线性补偿、温度补偿和数字滤波等这些软件处理,否则是不能直接输入微处理机供应用程序使用。 以下几方面都是数据处理的内容:①收集数据,对所需要的信息汇总;②转换数据,把所需要的信息转换成适用于微处理机使用的方式:③分组数据,对数据有效分组,这种分组是按有关信息进行的;④组织数据,为了便于处理和对误差进行修正,要对数据进行整理或是用其它方法安排;⑤计算数据,为得到进一步的信息,要对数据进行各种算术和逻辑运算;⑥存储数据,对原始数据和计算结果要保存好,以便以后使用;⑦搜索数据。将结果通过提供有用格式的信息,按用户的要求输出。 3 以51单片机为核心智能压力传感器的设计

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