压力变送器原理分析和设计原理有哪些？

一、硬件设计原理
       智能型压力变送器是硬件电路和软件程序的结合．在设计智能型压力变送器时，必须兼顾这两者，在选择硬件芯片时，要尽可能的选择能相互兼容的芯片．要对进行控制的微机选择，它是智能型压力变送器的重要的部分，选择它时考虑到微机的处理数据的能力、控制能力和它对其它芯片的兼容能力，以及它的价格．因为所设计的智能型压力变送器应该具有良好的性价比，这也是它的优点之一．我们选择了IN公司生产的8051单片机，这是一款性价比很高的控制芯片，这样就可以根据它来选取其它芯片．由于传统的微压力变送器采集的信号是模拟信号，本设计采用的是中科院合肥智能所研制的微压力传感器，它本身通过电阻进行温度补偿，但其精度不高．这样，通过它采集信号后，再进行数字处理应该能够提高它的灵敏度．而8051单片机只能处理数字信号，还必须选择A／D转换芯片用于进行模拟量对数字量的转换．注意到压力变送器主要受温度和静压的影响，在对压力变送器进行智能化时，是对它的温度和静压进行补偿，因此我们选择三通道以上的A／D转换芯片，采用的是AD公司生产的AD7705／7706芯片．它可以同时对压力、温度和静压三模拟量进行采样，而且它的转换数据是16位，精度很高．从这个方面也相应的提高了整个系统的精度．它与单片机8051的连接采用了节省口线的工作方式，具体的连接电路见文献．很显然，A／D芯片工作时需要基准电压，通过MAXIM 公司生产的MAX872芯片来提供．采用以上叙述的硬件，就可以组成智能型压力变送器的前端采集系统．智能型压力变送器通过上述途径把压力、温度和静压信号采集到单片机进行处理．这样需要确定单片机RAM和ROM容量是否充足，由于所设计的智能型压力变送器数据处理任务和实行的控制任务比较繁重，因此我们对8051扩展成16K ROM和8K RAM．8051的P0口是分时复用的I／O口，它只有8位，所以在P0口后加锁存器用来与扩展的ROM连接．一般它工作时都要扩展存储器．它们构成了智能型压力变送器的处理和控制中心．这是智能型压力变送器的重要组成部分．智能型压力变送器的大部分工作都是在这一部分完成的．当智能型压力变送器完成数据处理后，因为它的输出一般以电流或电压来驱动某一后续电路，所以在单片机后端还必须加D／A转换芯片用来把单片机处理后的数字信号转换成模拟信号，在设计上为了简化电路，消除电路本身所产生的干扰，采用了DAC0832来完成数字量对模拟量的转换．它可以直接与8051相连，它的精度能够满足所设计的智能型压力变送器的精度要求．DAC0832的输出为电流形式，而智能型压力变送器的输出应为标准电流输出为4～20mA，考虑DAC0832的输出电流难以调节，使其后续电路能够把电流转换成电压，然后再把转换成的电压通过V／I转换电路转换成标准电流．通过调节V／I转换电路中的电阻来终确定整个硬件电路的设计．

        二、软件设计原理
       在上述硬件电路设计好以后，软件设计则是重要的设计部分．在进行软件编程时，采用结构化 模块方式来编程，本智能型压力变送器包含有监控主程序、温度线性分段补偿子程序、数据融合技术子程序、非线性校正子程序、数字滤波子程序和各芯片的初始化程序等．温度线性分段补偿子程序和数据融合技术子程序都用来消除温度的影响，只不过数据融合技术子程序还考虑消除静压的影响．因此，通过上述设计来尽可能的提高精度，在样机上做的实验证明它们的效果很好．监控主程序主要是使得单片机能够在整个系统运行时保证各自的正常操作状态，而且会实现自诊断，同时智能型压力变送器要有实时处理能力，即根据被控对象的实时中断请求，完成各种测量、控制任务．

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