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德國PILZ皮爾茲智能壓力變送器
現(xiàn)場總線技術(shù)的發(fā)展，導(dǎo)致了傳統(tǒng)控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的變革，逐漸形成網(wǎng)絡(luò)集成式全分布控制系統(tǒng)一現(xiàn)場總線控制系統(tǒng)。現(xiàn)場總線控制系統(tǒng)的推廣和普及，對現(xiàn)場的測量和變送儀表提出了新的要求。新的總線型儀表除了能夠完成基本的測量功能外，還應(yīng)該具有現(xiàn)場總線通信功能和控制功能。 本文針對總線型儀表的要求，選用MOTOROLA帶有CAN總線接口的68HCS12系列微控制器和MPX5000系列壓力傳感器，開發(fā)了一種基于CAN總線的智能壓力變送器。

德國PILZ皮爾茲智能壓力變送器
皮爾茲智能壓力變送器作為檢測系統(tǒng)的核心元件，其測試的準(zhǔn)確性對檢測系統(tǒng)的性能起著決定性的作用。現(xiàn)今，如何提高變送器的線性度，已成為了國內(nèi)外研究的一項(xiàng)重要課題。本課題的主要內(nèi)容就是設(shè)計(jì)變送器電路和補(bǔ)償電路，實(shí)現(xiàn)電阻式變送器的非線性誤差補(bǔ)償。 此次設(shè)計(jì)主要針對的是陜西秦明電子集團(tuán)生產(chǎn)的CYG101型壓阻式壓力傳感器，這類傳感器的零位時漂很低，均小于0.1mV/4H,但其非線性誤差相對于重復(fù)性誤差和遲滯誤差較高，造成了傳感器的整體精度不高。所以，對于這類傳感器來說，能否提高精度，關(guān)鍵在于其非線性誤差的補(bǔ)償。傳感器的輸出信號常為非標(biāo)準(zhǔn)電信號，易受電磁信號的影響，不能長距離傳輸，且其后續(xù)環(huán)節(jié)需要單獨(dú)設(shè)計(jì)，使得傳感器的設(shè)計(jì)成本增加，通用性降低。如果將傳感器轉(zhuǎn)化為輸出標(biāo)準(zhǔn)信號的變送器，這些問題將得到解決。 課題首先分析了壓阻式傳感器非線性誤差的來源及其補(bǔ)償原理，并在此基礎(chǔ)上針對兩類不同的非線性特性給出補(bǔ)償電路模型及參數(shù)選擇方法。通過對美國模擬器件公司（Analog Devices）的AD693和BB公司（BURR-BROWN）的XTR115變送器電路的分析對比，本文自行設(shè)計(jì)壓阻式變送器非線性誤差補(bǔ)償電路。該電路不僅能將微弱的傳感器信號轉(zhuǎn)化為（4～20）mA標(biāo)準(zhǔn)電流輸出，還能對傳感器的非線性誤差進(jìn)行補(bǔ)償。 在對整個變送器進(jìn)行非線性等誤差測試后，發(fā)現(xiàn)電路的功能和性能指標(biāo)都達(dá)到了設(shè)計(jì)要求，將精度為千分級的普通壓阻式壓力傳感器轉(zhuǎn)換成了精度在萬分級的高精度的壓力變送器。該變送器補(bǔ)償電路適用于一切電阻橋式傳感器的非線性補(bǔ)償，通用性強(qiáng)，非常適合大批量生產(chǎn)。
圍繞智能儀表開發(fā)所做的工作展開介紹，主要內(nèi)容包括： 首先對CAN總線進(jìn)行了詳細(xì)介紹，包括CAN總線的特點(diǎn)、技術(shù)規(guī)范、器件及其應(yīng)用；然后從硬件配置方面加以介紹，包括微控制器模塊、傳感器模塊、液晶顯示模塊、通信模塊、電源模塊以及儀表的抗干擾措施的設(shè)計(jì)；接著從軟件方面加以介紹，包括初始化模塊、數(shù)據(jù)采集模塊、數(shù)據(jù)處理模塊、LCD顯示模塊、控制模塊、通信模塊及系統(tǒng)測試模塊的編寫；再對儀表的測量和通信功能進(jìn)行實(shí)驗(yàn)和調(diào)試，并對實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)加以分析，進(jìn)一步確定儀表的基本性能指標(biāo)，驗(yàn)證了該儀表能夠滿足總線型智能儀表的要求；zui后對全文進(jìn)行總結(jié)，對壓力變送器的改進(jìn)和完善進(jìn)行了展望。

德國PILZ皮爾茲智能壓力變送器
化工裝置中測量壓力、差壓、流量以及液位時經(jīng)常會用到隔膜式變送器，變送器中增加隔膜密封件系統(tǒng)可有效避免電容傳感元件和被測流體直接接觸，提高變送器對被測流體的適應(yīng)能力，但會對測量帶來影響，主要表現(xiàn)在系統(tǒng)精度和響應(yīng)時間兩方面。詳細(xì)分析了隔膜膜片尺寸、剛度，毛細(xì)管長度、直徑以及填充液的性質(zhì)對隔膜變送器測量產(chǎn)生的影響，探討了工程設(shè)計(jì)中應(yīng)如何合理選擇這些參數(shù)，減少隔膜式變送器自身因素和環(huán)境因素帶來的誤差，從而使測量更精確。