数显测重系统的实现

更新时间:2024-01-25 作者:用户投稿原创标记本站原创 点赞:12465 浏览:55766

摘 ,要数显测重系统的实现就是靠数据采集、处理得以实现.数据采集是信号与信息处理系统的重要组成部分,本文介绍了一种通用的采集系统,是高精度压力数据采集系统.把压力转换成毫伏级的差模电压信号,利用Motorola公司生产的MPX2100半导体压力传感器,它的所加压力与输出电压成精确的正比例关系,具有良好的线性度.另外,温度漂移一直是

半导体压力敏感器件存在的问题,被MPX2100所具有的温度被偿特性克服了,因而它的应用前景非常广阔.系统采用PS/2


键盘接口和液晶显示,良好的人机交换从而实现,充分利用PLD技术,节省了硬件电路的开销.

关 键 词数据采集;单片机;芯片

中图分类号TP391文献标识码A文章编号1673-9671-(2012)041-0130-01

随着软件无线电技术的发展和超宽带、宽带雷达技术研究的深入,对数据采集系统越来越高的要求它的速度和精度.由于模数转换芯片受到发展水平的限制,高速高精度的要求致使单片ADC芯片不能够同时满足,采集系统这一瓶颈有效的突破方法就是多片ADC交替并行采样技术.这种在后端进行拼接,利用M片ADC在前端并行交替采样的方法,使得整个采集系统的速率为M片速率之和.然而受制造工艺的影响,增益、偏置和时间的误差得以充分表现,整个采集系统的性能受到了这些误差的严重

影响.

1系统的工作原理及硬件组成

放大压力传感器输出的模拟信号调理后经模/数转换模块转换为数字量,给单片机传送,经过运算、标定及零点补偿等处理,显示在液晶显示模块上,同时传送到上位机经串行接口,键盘提供人机交互的手段,实现良好的人机交换.

1.1压力数据采集和信号调理电路

工业实践中最为常用的一种传感器就是压力传感器,利用压电效应制造而成压力传感器是我们通常使用的,压电传感器就是这样的传感器.在加速度、压力和力等的测量中多使用压电传感器.一种常用的加速度计就是压电式加速度传感器.它的优异特点表现在重量轻、结构简单、使用寿命长、体积小.在桥梁、飞机、船舶、汽车和建筑的冲击和振动中压电式加速度传感器广泛得到了应用,更具有它特殊地位的领域是航空和宇航领域.测量真空度和发动机内部燃烧压力可以使用压电式传感器.在军事工业中,也有广泛的应用,例如炮一瞬间冲击波压力和膛压的变化都可以用它来测量.大的压力它可以测量,微小的压力也可以测量.在生物医学测量中也广泛应用压电式传感器,比如说心室导管式微音器.因为如此普遍测量动态压力,所以就非常广泛的应用压电传感器.

1)本系统具有的特点:①传感器温度补偿效果范围在-40℃~+125℃内,从而传感器有效提高了精度;②电桥零漂输出很小,基本小于±1mV;③工作温度范围(-40℃~+125℃)较宽;④为40mV±1.5mV,传感器较高灵敏度;⑤过载大允许(400%);⑥线性度极好(±0.25%F.S).

2)信号调理电路.电信号是信号经高精度压力传感器MPX2100DP转变而来,通过CMOS型8选1多路开关CD4051选择之后,再往放大电路送入,进行调理后输出到模块A/D进行高精度模数转换ICL7135.供电电压MPX2100DP取为8V,下式确定:

x等于40mV×8V/10V等于32mV它的x满量程输出.

1.2单片机介绍AT89S52

选用的单片机是ATMEL公司新推出的AT89S52,是具有高性能、低功耗的特点芯片,是采用8位单片机CMOS工艺.AT89S52有以下主要特点.

1)一个看门狗定时器(WDT)包含在片内,WDT包含复位寄存器(WDTRST)、一个看门狗定时器和计数器14位,只要按顺序对WDTRST先写入01EH,后写入0E1H,启动WDT,当CPU由于扰动而使程序陷入“跑飞”或死循环状态时,即可有效地使系统复位WDT,对系统的抗干扰性进行提高.

2)采用了非易失性、高密度存储器(NV-SRAM)技术.

1.3芯片ICL7135介绍

美国MAXIN公司生产的ICL7135是一个双积分式A/D转换集成电路,具有低廉、分辩率高、干扰能力强的芯片.它的转换输出为0~19999,转换误差为±1LSB,分辩率相当于14位二进制数;当量程为0kN~2000kN进行测量时,精度使得分辩率达到0.1kN;在常温下的长期稳定性模拟输入可以保证0点.常规设计一般通过单片机和并行接口连接,单片机的硬件开销可以节省.

1.4PLD技术的应用

做为一种通用集成电路生产的PLD可编程逻辑器件,按照用户对器件编程来搞定逻辑功能.设计一般的数字系统的需要足以满足,PLD的集成度很高.这样就可以把一个数字系统“集成”在一片PLD上,由设计人员自行编程,而不必制作和设计专用的集成电路芯片.

2结束语

本文介绍的的是通用的高精度压力数据采集系统,在各种恶劣的环境中都能够正常地工作,它有许多优点,而且有很强的抗干扰能力、有很高的分辨率和很长的使用寿命.采用PS/2键盘接口及液晶显示,良好的人机交换从而实现,在科研领域及纺织、石油、轻工、化工、水利、冶金、电力等都得到广泛应用,通过它可以进行压力数据检测、分析与采集.

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