數字壓力表的壓力模塊部分的是怎么構成的?
壓力模塊的主要部分包括模塊的電源管理、傳感器的數據采集、傳感器的自動溫度補償以及處理器。電源管理部分主要負責把主機供電電源+5V轉換為A/D模塊和溫度補償器件所要求的高精度、高穩定度的+5V、-5V電源;在高品質的電源管理保證 下,通過A/D模塊雙輸入通道實現傳感器數據的采集過程、壓力傳感器的自動溫度補償過程,最終由處理器進行數據的處理 及與主機的通訊。A/D模塊的輸入通道作為主通道,通常用于電信號的轉換;作為輔助通道,第二通道則用于監測環境溫度,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/數轉換器AD7710。此種轉換器為雙通道、24bit、采用Σ-Δ原理的電荷平衡式模/數轉換器,運用了Σ-Δ過采樣轉換的技術來實現24位無誤碼模擬信 號的調制過程。由模擬調制器及數字濾波器2部分構成,能通過控 制寄存器命令的操作,完成數字濾波器截止頻率及設置時間的調 整;從控制調制器進行增益、 通道、信號極性輸入,通過芯片內部的自動校準方式(系統校準、自校準、背景校準),能使溫度漂移、零 點、滿程誤差消除;還能通過內、外時鐘同步連接的工業標準串行 口和微處理器完成連接。轉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。而在低頻測量的應用 當中,該種轉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換器件。
3.1.2壓力信號采集溫度補償 壓阻式傳感器內部為電橋式結構,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行溫度自動補 償,以保證壓力計量結果的準確性。在此采用的溫度傳感器為美國AD公司生產的AD590,用于完成將環境溫度變化轉換為電信號變 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,因此適合應用于壓力模塊,其溫度系數為1μA/K,即當T=25℃=298.2K時,I=298.2μA;當T=50℃=323.2K時,則I=323.2μA.
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