動態(tài)環(huán)境下高精度智能水深傳感器的設計.pdf

1、本文設計的水深傳感器由高精度壓力敏感芯體和微處理器電路組成,具有高精度、高可靠性、自補償性等特點,可在動態(tài)水生的環(huán)境中工作。該傳感器通過高精度A/D轉(zhuǎn)換器將壓力芯體的模擬信號進行采集,并對其進行數(shù)字濾波、精度補償、熱零點補償、熱靈敏度,然后通過 RS-485數(shù)字信號輸出。
　　本文主要完成了這種傳感器的設計、制作和測試,并對試驗與理論結果進行了比較分析,試驗結果表明傳感器的性能指標滿足使用要求。
　　在傳感器工作原理和模擬測

2、試中,著重闡述了水深測量的基礎理論和壓力芯體工作原理,從理論上推導出海水深度的公式,并分析了影響深度測量的因素;然后從微觀理論及數(shù)學推導介紹了單晶硅壓阻效應工作原理,并對壓阻式壓力傳感器的信號轉(zhuǎn)換理論進行了描述。
　　在傳感器設計方案中,介紹了傳感器的結構設計和電路設計方案,文中著重分析了溫度變化對壓力敏感芯體產(chǎn)生的影響,對敏感芯體的溫度補償方式進行了深入研究,設計外部補償電路對壓力敏感芯體進行初步補償。研究發(fā)現(xiàn)僅靠補償電路對敏感

3、芯體的溫度補償效果并不理想,因此本文又對線性擬合算法、曲線擬合算法及曲面擬合法等幾種常用軟件擬合算法進行了詳細的研究,在Keil單片機軟件編譯環(huán)境下對數(shù)據(jù)采集、軟件濾波、通信協(xié)議等功能進行了設計。傳感器多次進行高低溫環(huán)境試驗,將得到的數(shù)據(jù)進行分析,整理出壓力敏感芯體的溫度特征曲線,以實驗數(shù)據(jù)為依據(jù)進行算法設計,確定了傳感器溫度補償與精度補償?shù)脑O計方案。
　　本文通過對傳感器硬件電路的研究,掌握了壓力敏感芯體的橋壓信號與溫度變化間的