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基于MSP430的高精度3051压力变送器的研究与设计

时间:2010-06-16      阅读:2034

目前,智能3051压力变送器技术发展迅速,新的算法和硬件技术不断推出。本文针对工业现场对于变送器的自校准和非线性误差补偿需求,研制开发了一种
基于16位单片机的低成本、高精度、智能型3051压力变送器,该变送器应用多种智能化功能的软件实现方法,具有较高的动态响应。通过建立高精度A/D转换的三一△模数转换器数学模型,实现了3051压力变送器自校准和非线性误差补偿功能,研究中还使用Simulink工具箱进行了数值仿真模拟。

本文研制的基于MSP430的具有自校准和非线性误差补偿功能的智能3051压力变送器,是嵌入式小型分布测控系统的信号前端输入变换器,已经实际用于某型号的分布式监控系统中。该变送器使用压阻式压力传感器完成信号变换,运用c语言编程,通过新器件和智能化技术完成信号变送,提高了智能压力变送器的精度、稳定性和抗干扰性。

该智能3051压力变送器在设计中运用了反求工程中设计成本分析方法,具有较好的性价比。若不计入由于不同测量对象而需更换的一次仪表即传感器的价格,其整个变送器的器件成本可稳定控制在80~100元之间。目前经工程使用后,其自校准和非线性误差补偿智能监测模块效果良好。

3051压力变送器的系统概述
硬件总体框图如图1所示。硬件分为电源管理模块、信号采集预处理模块、数据处理模块、变送器输出模块和基本外设模块哪。其中,信号采集顶处理模块和数据处理模块是关键功能模块,内有用于采集压力与温度信号的压力传感器,16位的模数转换芯片AD7705和微控制器MSP430中的数据处理程序。基本外设有键盘和LCD显示器。

3051压力变送器的电源管理模块
电源模块AD421是一种4~20mA输出型DAC,采用两线回路供电,内含电源管理器为本身和外围器件供电。AD421可将外部回路输入的12~40V供电电压转化为+5V电源电压,同时为自身和ADC模块提供1.25V的参考电压源......

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