東北石油大學(xué)華瑞學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）PAGEPAGE32科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）摘要近年來(lái)，污水處理行業(yè)自動(dòng)化水平的快速提高，使污水處理廠的自動(dòng)控制系統(tǒng)已成為污水處理穩(wěn)定運(yùn)行的關(guān)鍵。而PLC控制器以其技術(shù)成熟、通用性好、可靠性高、安裝靈活、擴(kuò)展方便、性能價(jià)格比高等一系列優(yōu)點(diǎn)，在工業(yè)控制中得到了越來(lái)越廣泛的應(yīng)用。本文介紹了基于PLC污水處理控制系統(tǒng)的工藝及相關(guān)流程，控制系統(tǒng)硬件結(jié)構(gòu)及設(shè)計(jì)、工作原理以及設(shè)計(jì)PLC控制系統(tǒng)的基本原則和步驟，來(lái)說(shuō)明PLC在污水控制系統(tǒng)中的應(yīng)用，并通過(guò)研究設(shè)計(jì)一套基于PLC控制的污水處理系統(tǒng)和介紹了在系統(tǒng)實(shí)施中遇到的若干問(wèn)題及其解決措施。在污水處理中采用PLC控制系統(tǒng)改造后，保證了污水處理廠自動(dòng)控制系統(tǒng)及污水工藝設(shè)備的安全運(yùn)行，提高了污水處理的自動(dòng)化控制水平和管理水平，實(shí)現(xiàn)了污水處理廠生產(chǎn)管理的科學(xué)性。關(guān)鍵詞：污水處理；PLC；自動(dòng)化控制系統(tǒng),PAGEIAbstractPiezoresistivepressuresensoralwaysfacesallimportantproblemoftemperaturecompensationwhichrestrictsitsapplicationsbecauseoftemperatureinfluenceOilsensor’ssensitivityandmeasurementprecision.Therefore,itisasignificantprojecttoresearchtemperaturecompensationforpiezoresistivepressuresensor.Firstofall,stateofartsonthistopicisreviewed.Somecompensationmethodsareanalyzedandtheirprinciplesarethensummarized.Thetechnologyaboutmodemsignalconditioningwhichwillbeusedinthispaperisalsointroduced.Thesmartsensorformeasuringpressuredesignedinthispaperhastheadvantagesofsmallsize,lowcost,higherperformanceandresponsespeed,andhigherlevelofintelligence.Afterdebuggingthesoftwareandhardwareofthesmartsensorthroughemulation,theresultshowsthatitsperformanceisperfect.Soweexpectthatthesmartsensorcanhavebroadfutureapplicationsinmanymeasuringandcontrollingsystemsforpressure.Keywords：piezoresistivepressuresensor;temperaturecompensation;MAX1457目錄TOC\o"1-2"\h\z\u第1章概述 11.1引言 11.2設(shè)計(jì)目的及其意義 21.3傳感器的發(fā)展?fàn)顩r 3第2章壓阻式傳感器 42.1傳感器的定義與作用 42.2傳感器的特性 52.3壓阻式傳感器的基本原理 62.4壓阻式傳感器的特點(diǎn) 72.5壓阻式傳感器的溫度補(bǔ)償 82.6本章小結(jié) 11第3章硬件設(shè)計(jì) 123.1補(bǔ)償與標(biāo)定系統(tǒng)的框圖 123.2MAX1457電源電路 123.3并口通信電路 133.4壓阻式壓力傳感元件 153.5串行通訊的實(shí)現(xiàn) 173.6本章小結(jié) 18第4章軟件設(shè)計(jì) 194.193C66的操作 194.293C66的管腳描述 194.393C66的工作模式 194.4MAX1457開(kāi)發(fā)系統(tǒng)設(shè)計(jì) 234.5MAX1457補(bǔ)償步驟 244.6本章小結(jié) 26第5章性能測(cè)試 275.1測(cè)試內(nèi)容 275.2測(cè)試結(jié)果 275.3本章小節(jié) 29結(jié)論 30參考文獻(xiàn) 31致謝 32第1章概述1.1引言硅壓阻式傳感器是一種廣泛應(yīng)用于工業(yè)生產(chǎn)、國(guó)防建設(shè)和航天測(cè)量的基本部件。由于半導(dǎo)體材料組成的硅壓阻式傳感器普遍存在著，一致性、溫漂和非線性等問(wèn)題，在使用過(guò)程中都要進(jìn)行補(bǔ)償與非線性矯正。傳統(tǒng)的矯正方法是采用溫度敏感器件與模擬電路實(shí)現(xiàn)。近年來(lái)，隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)日新月異的發(fā)展，對(duì)于硅壓阻式傳感器的矯正與補(bǔ)償都采用微型計(jì)算機(jī)系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)，這樣的方法具有補(bǔ)償精度高、工作穩(wěn)定、體積精巧和傳輸方便等特點(diǎn)。這種方法組成的傳感器信號(hào)調(diào)理電路也把傳感器輸出電路與變送器形成一體，即為現(xiàn)今的智能傳感變送器。這種智能傳感變送器還可以構(gòu)成網(wǎng)絡(luò)化測(cè)量系統(tǒng)，甚至能很方便的接入Internet網(wǎng)絡(luò)[1]。對(duì)于傳統(tǒng)傳感器采用模擬方式對(duì)信號(hào)在模擬域進(jìn)行處理，校準(zhǔn)與補(bǔ)償采用激光微調(diào)薄膜電阻、電位器等“模擬記憶”元件，溫度補(bǔ)償一般采用熱敏電阻、二極管等溫度敏感元件。所有這些方法存在以下主要缺點(diǎn)：(1)補(bǔ)償精度受限于傳感器的非線性誤差和溫度特性；(2)補(bǔ)償器件同樣受溫度漂移困擾；(3)激光微調(diào)或其它自動(dòng)化設(shè)備價(jià)格昂貴；(4)人工調(diào)節(jié)不但精度不高，而且增加生產(chǎn)成本，不適合批量生產(chǎn)。對(duì)傳感器普遍認(rèn)可的定義是能感受規(guī)定的被測(cè)量并按一定的規(guī)律轉(zhuǎn)換成可用輸出信號(hào)的器件或裝置。簡(jiǎn)單的說(shuō)，能把被測(cè)非電量信息轉(zhuǎn)換為電信號(hào)輸出的器件或裝置稱為傳感器。因此，傳感器的定義包含著三層含義：(1)傳感器是一個(gè)測(cè)量裝置；(2)在規(guī)定的條件下感受外界信息；(3)按一定規(guī)律轉(zhuǎn)換成易于傳輸與處理的電信息。傳感技術(shù)早已滲透到工業(yè)生產(chǎn)，軍事國(guó)防，宇宙探測(cè)，海洋開(kāi)發(fā)，環(huán)境保護(hù)，資源調(diào)查，醫(yī)學(xué)診斷，生物工程，文物保護(hù)，安全防范，家用電器等及其廣泛的領(lǐng)域。因此，從茫茫太空到浩瀚的海洋，從各種復(fù)雜工程系統(tǒng)到日常生活的衣食住行，幾乎每一個(gè)領(lǐng)域都離不開(kāi)各種各樣的傳感器?？梢院敛豢鋸埖卣f(shuō)，21世紀(jì)的社會(huì)，將是充滿傳感器的世界。傳感技術(shù)知識(shí)密集程度甚高，邊緣學(xué)科色彩極濃，涉及的學(xué)科與領(lǐng)域十分廣泛，制造技術(shù)復(fù)雜，工藝難度大，具有品種繁多，應(yīng)用廣泛等特點(diǎn)。

1.2設(shè)計(jì)目的及其意義目前，傳感器可以檢測(cè)物理參數(shù)，但是我們要用傳感器做什么，通常，傳感器技術(shù)分為倆個(gè)不同領(lǐng)域。一是信息采集，二是控制系統(tǒng)。近年來(lái)，傳感器技術(shù)得到了迅速發(fā)展，其速度超出了大多數(shù)工程師和科學(xué)家的預(yù)料。我們發(fā)現(xiàn)很多在十多年前很少看到或只是在實(shí)驗(yàn)室的新的復(fù)雜裝置已經(jīng)出現(xiàn)在廣大的家庭、車間和很多其他場(chǎng)合。傳感器技術(shù)應(yīng)用日益廣泛的主要原因，是隨著計(jì)算機(jī)和微處理器的發(fā)展，它可以用作復(fù)雜的、柔性的而且低成本的控制器。然而，如果不能給計(jì)算機(jī)的控制決策程序提供適合的、不斷更新的、高質(zhì)量的、關(guān)于外部系統(tǒng)狀態(tài)的準(zhǔn)確信息，那么直到今天這種系統(tǒng)的工作仍是很糟糕的。一旦這種信息通過(guò)傳感器采集，并以預(yù)期的形式得到調(diào)制處理，那么就可以輸入到計(jì)算機(jī)系統(tǒng)進(jìn)行及時(shí)的處理并產(chǎn)生一個(gè)適當(dāng)?shù)捻憫?yīng)。傳感器系統(tǒng)的所有元件必須滿足控制質(zhì)量要求的性能水平。如果其中一個(gè)元件低于標(biāo)準(zhǔn)，就可能導(dǎo)致整個(gè)裝置受到影響。在溫度、液位、角速度、壓力以及其他傳感器的應(yīng)用中，我們可以領(lǐng)會(huì)到傳感器的重要性及其應(yīng)用的廣泛性。在當(dāng)今世界上，傳感器應(yīng)用非常普及，人們已司空見(jiàn)慣。壓阻式壓力傳感器是利用半導(dǎo)體材料硅的壓阻效應(yīng)制成的傳感器，具有靈敏度高，動(dòng)態(tài)響應(yīng)快，測(cè)量精度高，穩(wěn)定性好，工作溫度范圍寬，易于小型與微型化，便于批量生產(chǎn)與使用方便等特點(diǎn)。因此，它是一種發(fā)展迅速，應(yīng)用廣泛的新型傳感器。壓阻式壓力傳感器的一個(gè)主要問(wèn)題是溫度補(bǔ)償問(wèn)題，由于溫度會(huì)對(duì)傳感器的靈敏度及測(cè)量精度產(chǎn)生很大的影響，在相當(dāng)程度上限制了壓阻式壓力傳感器的使用，對(duì)傳感器進(jìn)行溫度補(bǔ)償顯的尤為重要。應(yīng)用信號(hào)調(diào)理芯片是現(xiàn)代常用的一種補(bǔ)償方法。本論文應(yīng)用智能化的模擬數(shù)字混合信號(hào)調(diào)理技術(shù)，采用MAXl457，開(kāi)發(fā)出了一整套溫度補(bǔ)償系統(tǒng)，經(jīng)調(diào)理后的傳感器綜合誤差不超過(guò)0.1％。MAXl457是一種專用傳感器信號(hào)調(diào)理芯片。此芯片集成化程度較高，可以補(bǔ)償硅壓阻式壓力傳感器的溫度誤差和非線性誤差。論文首先介紹了MAXl457芯片的結(jié)構(gòu)、及相關(guān)數(shù)學(xué)公式推倒，分析了芯片的設(shè)計(jì)思路在結(jié)合壓力傳感器自身特點(diǎn)的基礎(chǔ)上，深入分析了補(bǔ)償思想，分析了能夠?qū)崿F(xiàn)高精度補(bǔ)償?shù)脑?，設(shè)計(jì)了單路補(bǔ)償模塊，并成功地開(kāi)發(fā)出了多路補(bǔ)償系統(tǒng)，論文中介紹了相關(guān)的硬件電路及軟件的核心代碼。1.3傳感器的發(fā)展?fàn)顩r隨著科學(xué)技術(shù)的飛速發(fā)展，帶動(dòng)社會(huì)生產(chǎn)的發(fā)展，人類對(duì)能源的需求不斷增加，世界上發(fā)達(dá)國(guó)家為了解決能源緊張而帶給各行各業(yè)的沖擊，都努力在開(kāi)發(fā)能源的同時(shí)，致力于節(jié)能新方法的研究。我國(guó)地大物博，人口眾多，對(duì)能源的需求量很大，但我國(guó)人均能耗低于世界水平，而單位產(chǎn)值的能耗卻為發(fā)達(dá)國(guó)家的二倍。這在能源供應(yīng)動(dòng)蕩不安的今天，應(yīng)該引起人們足夠的重視，同時(shí)也說(shuō)明我國(guó)節(jié)能潛力很大，應(yīng)該努力尋求節(jié)能的新途徑。我國(guó)從60年代開(kāi)始對(duì)傳感技術(shù)的研究與開(kāi)發(fā)，國(guó)內(nèi)在高精度智能化補(bǔ)償與標(biāo)定系統(tǒng)研究領(lǐng)域正處于方興未艾階段。國(guó)外近年來(lái)，傳感器的信號(hào)調(diào)理技術(shù)發(fā)展很快，向著集成化、小型化、智能化和數(shù)字化方向發(fā)展。典型產(chǎn)品有Motorola公司生產(chǎn)的MPX2100、MPX4100A、MPX5100和MPX5700系列單片集成硅壓力傳感器；美國(guó)Honeywell公司生產(chǎn)的ST3000系列、ST3000。900/2000系列智能壓力傳感器；MAXIM公司生產(chǎn)的MAXl450信號(hào)調(diào)理器、MAXl457型高精度硅壓阻式壓力信號(hào)調(diào)理器芯片、MAXl458數(shù)字式壓力信號(hào)調(diào)理器等很多公司推出了在內(nèi)部集成數(shù)模轉(zhuǎn)換器(DAC)和模數(shù)轉(zhuǎn)換器(ADC)的智能信號(hào)調(diào)理芯片可以補(bǔ)償失調(diào)、失調(diào)溫度漂移、靈敏度、靈敏度溫度漂移和非線性等多個(gè)參數(shù)。這些芯片為開(kāi)發(fā)高性能的補(bǔ)償與標(biāo)定系統(tǒng)提供了基礎(chǔ)和條件。在高度發(fā)展的現(xiàn)代社會(huì)中，科學(xué)技術(shù)的突飛猛進(jìn)和生產(chǎn)過(guò)程的高度自動(dòng)化已成為人所共知的發(fā)展趨勢(shì)，而它們的共同要求是必須建立在有著不斷發(fā)展與提高的信息工業(yè)基礎(chǔ)上，信息技術(shù)對(duì)社會(huì)發(fā)展、科學(xué)進(jìn)步起到了決定性的作用?，F(xiàn)代信息技術(shù)的基礎(chǔ)包括信息采集、信息傳輸與信息處理。人們只有從外界獲取大量準(zhǔn)確，可靠的信息后，經(jīng)過(guò)一系列的科學(xué)分析，處理，加工與判斷，進(jìn)而認(rèn)識(shí)和掌握自然界與科學(xué)技術(shù)中的各種現(xiàn)象與其相關(guān)的變化規(guī)律，并通過(guò)相應(yīng)的系統(tǒng)與方法加以實(shí)現(xiàn)科學(xué)實(shí)驗(yàn)研究與生產(chǎn)過(guò)程的高度自動(dòng)化。換言之，工業(yè)生產(chǎn)過(guò)程的現(xiàn)代化面臨的第一個(gè)問(wèn)題是必須采用各種傳感器來(lái)檢測(cè)，監(jiān)視和控制科學(xué)實(shí)驗(yàn)與生產(chǎn)過(guò)程的各個(gè)靜動(dòng)態(tài)參數(shù)，使設(shè)備與系統(tǒng)以及科學(xué)研究工作能正常運(yùn)行和處于最佳狀態(tài)，從而保證科研工作的成功與生產(chǎn)的高效率，高質(zhì)量。所以，進(jìn)行信息采集的傳感器技術(shù)是重要的前期基礎(chǔ)工作。此后，才有后期的信息分析，處理加工技術(shù)問(wèn)題。第2章壓阻式傳感器2.1傳感器的定義與作用在國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)GB/T7665--1987《傳感器通用術(shù)語(yǔ)》中，傳感器的定義為能感受規(guī)定的被測(cè)量并按照一定規(guī)律轉(zhuǎn)換成可用輸出信號(hào)的器件或裝置，通常由敏感元件和轉(zhuǎn)換元件組成。其中，敏感元件是指?jìng)鞲衅髦心苤苯痈惺芑蝽憫?yīng)被測(cè)量的部分；轉(zhuǎn)換元件是指?jìng)鞲衅髦心軐⒚舾性惺艿幕蝽憫?yīng)的被測(cè)量轉(zhuǎn)換成適于傳輸或測(cè)量的電信號(hào)部分[2]。在科學(xué)技術(shù)高度發(fā)達(dá)的現(xiàn)代社會(huì)中，人類已進(jìn)入瞬息萬(wàn)變的信息時(shí)代，人們?cè)趶氖鹿I(yè)生產(chǎn)和科學(xué)實(shí)驗(yàn)等活動(dòng)中，主要依靠對(duì)信息資源的開(kāi)發(fā)、獲取、傳輸和處理，傳感器處于研究對(duì)象與測(cè)控系統(tǒng)的接口位置，是感知、獲取與檢測(cè)信息的窗口，它提供系統(tǒng)賴以進(jìn)行決策和處理所必需的原始數(shù)據(jù)。一切科學(xué)實(shí)驗(yàn)和生產(chǎn)過(guò)程，特別是在自動(dòng)檢測(cè)和自動(dòng)控制系統(tǒng)中要獲取的信息，都要通過(guò)傳感器轉(zhuǎn)換為容易傳輸與處理的信號(hào)。如果沒(méi)有傳感器對(duì)原始參數(shù)進(jìn)行精確可靠的測(cè)量，如果傳感器不能靈敏地感受被測(cè)量，或者不能把感受到的被測(cè)量精確地轉(zhuǎn)換成電信號(hào)，其他儀表和裝置的精確度再高也無(wú)意義，無(wú)論是信號(hào)轉(zhuǎn)換或信息處理，或者最佳數(shù)據(jù)的顯示與控制，都將成為一句空話。本文中所研究使用的是壓阻式傳感器。壓阻式傳感器是利用半導(dǎo)體材料硅的壓阻效應(yīng)制成的傳感器。單晶硅不僅是最廣泛使用的半導(dǎo)體材料，也是力學(xué)性能十分優(yōu)良的彈性材料。硅材料的單晶結(jié)構(gòu)使硅壓阻式傳感器的遲滯極小，重復(fù)性極好；硅的壓阻系數(shù)較大，使用溫度范圍較寬。這類傳感器隨著硅集成電路平面工藝的完善而得到高度的發(fā)展，現(xiàn)在已經(jīng)廣泛用作高靈敏度，高精度的微型真空計(jì)，絕對(duì)壓力計(jì)，流速計(jì)，流量計(jì)，聲傳感器，氣動(dòng)過(guò)程控制器等。它在生物，醫(yī)療，航天，海洋工程，原子能等各種尖端科技和工業(yè)領(lǐng)域等都有著廣泛的用途。這類傳感器具有靈敏度高，動(dòng)態(tài)響應(yīng)快，測(cè)量精度高，穩(wěn)定性好，工作溫度范圍寬，易于小型與微型化，便于批量生產(chǎn)與使用方便等特點(diǎn)。因此，它是一種發(fā)展迅速，應(yīng)用廣泛的新型傳感器。早期的壓阻傳感器是利用半導(dǎo)體應(yīng)變片制成的粘貼型壓阻傳感器，它的傳感元件是用半導(dǎo)體材料體電阻制成的粘貼式應(yīng)變片；20世紀(jì)70年代以后，研制出周邊固定的力敏電阻與硅膜片一體化的擴(kuò)散型壓阻傳感器，它的傳感元件是利用集成電路工藝，在半導(dǎo)體材料的基片上制成的擴(kuò)散電阻。它易于批量生產(chǎn)，能夠方便的實(shí)現(xiàn)微型化，集成化和智能化，因而它成為受人們普遍重視并重點(diǎn)開(kāi)發(fā)的具有代表性的新型傳感器。2.2傳感器的特性傳感器的輸入輸出關(guān)系特性是傳感器的基本特性。從誤差角度去分析輸入輸出特性是測(cè)量技術(shù)所要研究的主要內(nèi)容之一。輸入輸出特性是傳感器的外部特性，但與其內(nèi)部參數(shù)有密切的關(guān)系，而且測(cè)量誤差也是與其內(nèi)部結(jié)構(gòu)參數(shù)密切相關(guān)的。傳感器所測(cè)的物理量有兩種形式，一種是穩(wěn)態(tài)(靜態(tài)或準(zhǔn)靜態(tài))的形式，這種信號(hào)隨時(shí)間變化很緩慢。另一種是動(dòng)態(tài)(周期變化或瞬態(tài))的形式，這種信號(hào)是隨時(shí)間變化而變化的。由于輸入物理量的不同，傳感器所表現(xiàn)出來(lái)的輸入輸出特性也不同，因此也就存在所謂靜態(tài)特性和動(dòng)態(tài)特性。2.2.1靜態(tài)特性傳感器的主要靜態(tài)性能指標(biāo)。線性度、靈敏度、遲滯、重復(fù)性、溫度系數(shù)等[3]。量程：在規(guī)定的測(cè)量特性內(nèi)，傳感器在規(guī)定的精確度范圍內(nèi)所測(cè)量的被測(cè)變量的范圍，其最高值與最低值分別稱為上限與下限，上限值與下限值的代數(shù)差就是量程。線性度：線性度又稱非線性，是表現(xiàn)為傳感器輸出輸入的實(shí)際標(biāo)定曲線與理論直線(或擬合直線)的不一致性。靈敏度：靈敏度是指?jìng)鞲衅髟诜€(wěn)態(tài)下輸出量與被測(cè)輸入量增量之比。遲滯：遲滯特性是反映傳感器正反行程過(guò)程中，輸出輸入曲線的不重合程度，也就是說(shuō)，對(duì)應(yīng)同一大小的輸入信號(hào)，傳感器正反行程的輸出信號(hào)的大小卻不相等，這就是遲滯現(xiàn)象。實(shí)際評(píng)價(jià)用正反行程輸出的最大偏差與滿量程輸出之比的百分比來(lái)表示。重復(fù)性：在相同的工作條件下，在一段短的時(shí)間間隔內(nèi)，輸入量從同一方向作滿量程變化時(shí)，同一輸入量所對(duì)應(yīng)的連續(xù)先后多次測(cè)量所得的一組輸出量值，它們之間相互偏離的程度便稱為傳感器的重復(fù)性。重復(fù)性可由一組校準(zhǔn)曲線的相互偏離值直接求得。分辨力：分辨力是指?jìng)鞲衅髟谝?guī)定測(cè)量范圍內(nèi)所能檢測(cè)出被測(cè)輸入量的最小變化量。有時(shí)對(duì)該值用滿量程輸入值之百分?jǐn)?shù)表示，則稱為分辨率。零點(diǎn)時(shí)間漂移：傳感器在恒定的溫度環(huán)境中，零點(diǎn)輸出信號(hào)與時(shí)間的變化特性，稱為傳感器零點(diǎn)時(shí)間漂移，簡(jiǎn)稱零漂。傳感器的零漂一般按48h內(nèi)輸出信號(hào)的變化來(lái)度量。零點(diǎn)溫度漂移：傳感器的零點(diǎn)輸出隨溫度而變化的特性，稱為傳感器的零點(diǎn)溫度漂移。一般常用環(huán)境溫度變化10°所引起的輸出變化相對(duì)于滿量程的百分比表示。在實(shí)際使用中，時(shí)間漂移與溫度漂移是同時(shí)存在的。靈敏度溫度漂移：傳感器的靈敏度隨溫度變化而變化，它反映溫度變化對(duì)傳感器輸出信號(hào)影響的大小。一般用溫度每變化10°而引起傳感器的相對(duì)變化來(lái)表示。2.2.2動(dòng)態(tài)特性動(dòng)態(tài)特性是指?jìng)鞲衅鲗?duì)隨時(shí)間變化的輸入量的響應(yīng)特性。一般來(lái)說(shuō)，總是希望傳感器的輸出隨時(shí)間變化的關(guān)系能重復(fù)輸入量隨時(shí)間變化的關(guān)系，但實(shí)際上除了具有理想比例特性的環(huán)節(jié)以外，輸出信號(hào)將不會(huì)與輸入信號(hào)完全一致。這種輸出與輸入之間的差異稱為動(dòng)態(tài)誤差。通常把傳感器看作一個(gè)線性不變系統(tǒng)，用常系數(shù)線性微分方程來(lái)描述。anZ=bmxd式中an，an-1，…，a0和bm，bm-1對(duì)一個(gè)復(fù)雜的系統(tǒng)，嚴(yán)格地求解上式的微分方程是困難的。因此在工程控制和信息論中通常采用一些能反映系統(tǒng)動(dòng)態(tài)特性的函數(shù)將輸出和輸入聯(lián)系起來(lái)，如傳遞函數(shù)、頻率響應(yīng)函數(shù)和脈沖響應(yīng)函數(shù)等。2.3壓阻式傳感器的基本原理隨著半導(dǎo)體技術(shù)的發(fā)展，壓力傳感器已向半導(dǎo)體化和集成化方向發(fā)展。人們發(fā)現(xiàn)固體受到作用力后電阻率就要發(fā)生變化，所有的固體材料都有這個(gè)特點(diǎn)，其中以半導(dǎo)體最為顯著。當(dāng)半導(dǎo)體材料在某一方向上承受壓力時(shí)，它的電阻率發(fā)生顯著變化，這種現(xiàn)象稱為半導(dǎo)體壓阻效應(yīng)。壓阻式傳感器就是利用固體的壓阻效應(yīng)制成的，壓阻式傳感器主要用于測(cè)量壓力、加速度、負(fù)荷等參數(shù)。壓阻式傳感器有兩種類型：一種是利用半導(dǎo)體的體電阻做成粘貼式的應(yīng)變片，作為測(cè)量傳感元件，稱為粘貼型壓阻式傳感器；另一種是在半導(dǎo)體材料的基片上用集成電路工藝制成擴(kuò)散電阻，作為測(cè)量傳感元件，稱為擴(kuò)散型壓阻傳感器[4]。任何材料電阻的變化率由下式?jīng)Q定?！鱎R=△ρρ式中，R一導(dǎo)體的電阻(Ω)；p一導(dǎo)體的電阻率(Ω·㎜2/m)；l一導(dǎo)體的長(zhǎng)度(m)；s一導(dǎo)體的截面積(㎜2)。

2.4壓阻式傳感器的特點(diǎn)壓阻式壓力傳感器的最突出的優(yōu)點(diǎn)是靈敏度高、尺寸小、橫向效應(yīng)小、滯后和蠕變小，適于動(dòng)態(tài)測(cè)量；其缺點(diǎn)是受溫度影響大，重復(fù)性較差，下面細(xì)化一下[5]。(1)優(yōu)點(diǎn)①頻率響應(yīng)范圍寬，固有頻率很高；②體積小，可微型化。由于采用了集成電路的工藝方法，因而硅膜片敏感元件可做得很小；③精度高、靈敏度高；④由于壓阻式壓力傳感器無(wú)活動(dòng)部件，所以它工作可靠、耐震、耐沖擊、耐腐蝕、抗干擾能力強(qiáng)以及可以在惡劣環(huán)境下工作的優(yōu)點(diǎn)。(2)缺點(diǎn)①由于壓阻式壓力傳感器是用半導(dǎo)體材料制作的，受溫度影響較大，因此，在溫度變化大的環(huán)境中使用時(shí)，必須進(jìn)行溫度補(bǔ)償；②制作工藝復(fù)雜。對(duì)研制條件要求高而嚴(yán)格，尤其是擴(kuò)散雜質(zhì)、燒結(jié)、封裝工藝等比其它傳感器要復(fù)雜的多，因而成本較高。傳感器技術(shù)發(fā)展的主要趨勢(shì)，小型化，集成化，智能化。在集成電路部分制成一些微處理器，使得其具有記憶，思維，判斷，處理的能力。采用硅彈性材料、半導(dǎo)體工藝和微機(jī)械加工技術(shù)的擴(kuò)散硅壓力傳感器，除了靈敏度高這一優(yōu)點(diǎn)外，還具有體積小、重量輕、成本低等優(yōu)點(diǎn)，在各行業(yè)中得到了廣泛的應(yīng)用。但由于半導(dǎo)體材料的固有特性，壓阻式傳感器普遍存在著如下幾方面的問(wèn)題。(1)一致性問(wèn)題，由于工藝的關(guān)系，即使同一批生產(chǎn)的傳感器，其特性也會(huì)有比較大的離散性。為了保證足夠的精度，必須對(duì)每個(gè)傳感器進(jìn)行校準(zhǔn)；(2)溫漂問(wèn)題，半導(dǎo)體材料對(duì)于溫度變化很敏感，因此溫漂問(wèn)題在壓阻式傳感器中尤其顯得突出。實(shí)際應(yīng)用中，必須采取一定措施，對(duì)傳感器的溫度漂移進(jìn)行補(bǔ)償；(3)非線性問(wèn)題，這是普遍存在于各種傳感器中的問(wèn)題。為了便于信號(hào)的傳送及處理，必須對(duì)傳感器輸出信號(hào)進(jìn)行線性化處理；(4)傳感器的原始輸出信號(hào)都比較小，為了獲得足夠的分辨率或靈敏度，必須進(jìn)行放大并使輸出信號(hào)標(biāo)準(zhǔn)化。

2.5壓阻式傳感器的溫度補(bǔ)償壓阻式傳感器由于有很多優(yōu)點(diǎn)，因而發(fā)展很快，但是溫度誤差卻是這類傳感器發(fā)展中的一個(gè)需要解決的問(wèn)題，所以在使用壓阻式傳感器時(shí)需進(jìn)行溫度補(bǔ)償。溫度補(bǔ)償有硬件補(bǔ)償和軟件補(bǔ)償兩種方式。硬件補(bǔ)償就是在傳感器橋臂附加串并聯(lián)電阻網(wǎng)絡(luò)達(dá)到消除或減小溫度影響的目的，而軟件補(bǔ)償就是利用微機(jī)或單片機(jī)系統(tǒng)對(duì)實(shí)時(shí)采集的數(shù)據(jù)進(jìn)行綜合修正達(dá)到消除和減小溫度的影響。壓阻式傳感器采用硬件溫度補(bǔ)償對(duì)電阻補(bǔ)償網(wǎng)絡(luò)的要求較高，而且還涉及到電阻條的擴(kuò)散工藝，其補(bǔ)償效果是與硬件成本成正比的。隨著微型計(jì)算機(jī)和大規(guī)模集成電路技術(shù)的迅速發(fā)展及其成本的下降，測(cè)量?jī)x器向數(shù)字化發(fā)展并與軟件相結(jié)合是一個(gè)主要的發(fā)展趨勢(shì)。而MAXl457把軟件和硬件補(bǔ)償相結(jié)合，把校準(zhǔn)和補(bǔ)償系數(shù)存在E2PROM內(nèi)，傳感器的電橋電壓反映傳感器溫度的變化，此變化的電橋電壓經(jīng)過(guò)信號(hào)調(diào)理芯片內(nèi)部的ADC轉(zhuǎn)換后作為地址參數(shù)，讀取E2PROM中相應(yīng)的校準(zhǔn)和補(bǔ)償系數(shù)，驅(qū)動(dòng)DAC輸出的模擬電壓，對(duì)壓阻式傳感器進(jìn)行實(shí)時(shí)校準(zhǔn)和補(bǔ)償。同時(shí)上位機(jī)通過(guò)并口讀寫(xiě)校準(zhǔn)和補(bǔ)償系數(shù)，并獲得傳感器的電橋電壓和經(jīng)過(guò)補(bǔ)償后的傳感器輸出電壓[6]。2.5.1溫度補(bǔ)償?shù)囊饬x在對(duì)壓阻式壓力傳感器的研究方向中，包括開(kāi)發(fā)耐高溫，及用于微機(jī)械加工的壓力傳感器，還有一個(gè)重要的研究方向是溫度漂移的補(bǔ)償，在實(shí)際應(yīng)用當(dāng)中，壓阻式壓力傳感器的確面臨著溫度補(bǔ)償問(wèn)題。壓阻式壓力傳感器會(huì)受到溫度的影響，導(dǎo)致零點(diǎn)漂移和靈敏度漂移，它來(lái)源于半導(dǎo)體物理性質(zhì)對(duì)溫度的敏感性。零點(diǎn)漂移是因?yàn)閿U(kuò)散電阻阻值隨溫度改變而發(fā)生變化。擴(kuò)散電阻的溫度系數(shù)因薄層電阻不同而異。表面雜質(zhì)濃度高時(shí)，薄層電阻小，溫度系數(shù)亦小，反之，薄層電阻增加，溫度系數(shù)增大。由于工藝上的原因，難于使4個(gè)橋臂電阻溫度系數(shù)完全相同，因此，不可避免的要產(chǎn)生零位漂移。所以，適當(dāng)提高表面雜質(zhì)濃度，可以減小溫度系數(shù)，進(jìn)而減小零位漂移。但是，過(guò)高的雜質(zhì)濃度會(huì)降低傳感器的靈敏度。壓阻式壓力傳感器的靈敏度漂移是由于壓阻系數(shù)隨溫度改變而引起的。當(dāng)溫度升高時(shí)，壓阻系數(shù)減小，反之則增大。所以，當(dāng)溫度升高時(shí)，傳感器靈敏度降低。如果提高擴(kuò)散電阻的表面雜質(zhì)濃度，壓阻系數(shù)隨溫度變化要小一些，但傳感器的靈敏度同樣會(huì)降低。因此，對(duì)壓阻式壓力傳感器進(jìn)行溫度補(bǔ)償在實(shí)際應(yīng)用當(dāng)中顯得相當(dāng)重要。2.5.2溫度補(bǔ)償?shù)姆椒ㄔ谶@個(gè)領(lǐng)域，有多種多樣的補(bǔ)償方法，根據(jù)自身的需要和要求，各有優(yōu)缺點(diǎn)。有根據(jù)電橋特性，進(jìn)行補(bǔ)償?shù)膫鹘y(tǒng)方法，現(xiàn)在越來(lái)越多的是采用適當(dāng)?shù)恼{(diào)理芯片進(jìn)行補(bǔ)償。壓力傳感器是利用在硅片上制造出四個(gè)等值的薄膜電阻，并組成電橋，其原理是當(dāng)不受力時(shí)。電橋處于平衡狀態(tài)，無(wú)電壓輸出；當(dāng)受到壓力的作用時(shí)，電橋失去平衡，電橋輸出電壓，電橋輸出的電壓與壓力成比例。由于溫度的影響，四個(gè)電阻的阻值變化值有可能不同，將使傳感器的零點(diǎn)發(fā)生漂移。傳感器的零位漂移可采用在電橋電路中串聯(lián)，并聯(lián)補(bǔ)償電阻的方法來(lái)解決。如圖2-1，并聯(lián)的電阻Rp為負(fù)溫度系數(shù)的熱敏電阻，主要用來(lái)補(bǔ)償零位溫度漂移，串聯(lián)的Rs用來(lái)調(diào)節(jié)零位輸出。很多的補(bǔ)償方法是從其制作工藝去考慮，類似補(bǔ)償方法主要采取自補(bǔ)償法，其中包括一元件法和二元件法。有的方法是從摻雜濃度來(lái)考慮，這些在相關(guān)文獻(xiàn)中都有報(bào)道。RSRUR1R3RPU圖2-1補(bǔ)償原理圖2.5.3常見(jiàn)的補(bǔ)償方法在一些的論文中，最常見(jiàn)的一種是采用模數(shù)轉(zhuǎn)換器(ADC)，對(duì)傳感器進(jìn)行溫度補(bǔ)償。電路工作原理，溫度測(cè)量電路是由溫度傳感器，運(yùn)算放大器，橋路及數(shù)模轉(zhuǎn)換器等組成。如圖2-2，Rt為熱敏電阻，不同的溫度產(chǎn)生不同的電壓信號(hào)，此信號(hào)送至ADC0809，而運(yùn)放的同相輸入端將電橋所產(chǎn)生的電流信號(hào)轉(zhuǎn)換成電壓信號(hào)，送到數(shù)模轉(zhuǎn)換器的基準(zhǔn)電壓輸入端，利用此基準(zhǔn)電壓來(lái)消除零點(diǎn)溫度產(chǎn)生的誤差信號(hào)。此電路的實(shí)質(zhì)是當(dāng)電橋的輸出電壓發(fā)生微小變化時(shí)，其輸出到ADC的基準(zhǔn)電壓也發(fā)生變化。大多數(shù)溫度傳感器的溫度系數(shù)是負(fù)值，而電阻溫度系數(shù)是正值。兩者的絕對(duì)值非常接近。VCCD0D1D0D1VinD7VrefRt R2ab Digitaloutput R3 R1 Rf+-圖2-2采用A/D補(bǔ)償原理圖在這里是利用了TCR(電橋阻抗溫度系數(shù))和TCS(靈敏度溫度系數(shù))的絕對(duì)值相等這一理想條件，但在實(shí)際當(dāng)中，有一定的誤差。而后用MAXl457修正時(shí)，考慮到這一情況。也有相關(guān)采用A/D轉(zhuǎn)換器進(jìn)行溫度補(bǔ)償，補(bǔ)償思路類似，也都是從電橋本身獲得溫度電壓?？梢詫⒀a(bǔ)償電阻網(wǎng)絡(luò)與A/D轉(zhuǎn)換電路相結(jié)合使用，理想情況下，從電路上可以將溫度的誤差項(xiàng)徹底消除[7]。但這些是對(duì)平衡電阻的分析不夠，運(yùn)放本身的輸入漂移電壓和漂移電流而引起的誤差也沒(méi)有考慮。在其它補(bǔ)償方法中，也多以增加串聯(lián)，并聯(lián)電阻為主，通過(guò)預(yù)先測(cè)得的變化曲線調(diào)整阻值的大小，或建立數(shù)學(xué)模型，推導(dǎo)出合適的公式。2.5.4現(xiàn)代補(bǔ)償方法有一種單片機(jī)智能控制系統(tǒng)，摒棄了傳統(tǒng)的方法，是將傳感器的輸出電壓Us去掉其零點(diǎn)溫漂電壓Ut，作為最后的輸出Uo=Us-Ut，此系統(tǒng)中包括壓力傳感器及溫度傳感器，分別將其放大，并有A/D及單片機(jī)系統(tǒng)。單片機(jī)計(jì)算及其顯示小系統(tǒng)A/D轉(zhuǎn)換部分壓力傳感器及其放大單片機(jī)計(jì)算及其顯示小系統(tǒng)A/D轉(zhuǎn)換部分壓力傳感器及其放大溫度傳感器及其放大溫度傳感器及其放大圖2-3原理框架圖系統(tǒng)中的單片機(jī)采用8031作為主處理芯片，外接程序存儲(chǔ)器和數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器。傳感器工作時(shí)，在單片機(jī)的控制下，首先將A/D轉(zhuǎn)換通路接通溫度傳感器，依次測(cè)出的溫度數(shù)據(jù)，查出預(yù)先存儲(chǔ)在RAM中的對(duì)應(yīng)于此溫度的補(bǔ)償值Ut，然后控制A/D接通壓力傳感器通路，測(cè)出此時(shí)的壓力傳感器輸出電壓Us，減去Ut，得到最后結(jié)果。這種方法的實(shí)質(zhì)是根據(jù)溫度傳感器的采樣值，進(jìn)行查表，將對(duì)應(yīng)于此溫度的補(bǔ)償值Ut提出，后測(cè)出Us求出Uo。而此方法中的放大電路的元件并沒(méi)有考慮其溫度特性，此方法主要針對(duì)的是零點(diǎn)漂移，沒(méi)有對(duì)傳感器的靈敏度進(jìn)行考慮，因而精度不會(huì)太高。這種方法已經(jīng)表達(dá)出一種補(bǔ)償思想，就是將壓力信息和溫度信息都要考慮，還有一點(diǎn)就是預(yù)先存儲(chǔ)參考值。以及從橋臂獲得溫度信息，即作為測(cè)壓元件又作為溫度補(bǔ)償元件的測(cè)量方法。這些都摒棄了傳統(tǒng)的方法，為以后方法的改進(jìn)提供了好的思路。也有采用PN結(jié)的特性對(duì)硅壓傳感器進(jìn)行溫度補(bǔ)償。其實(shí)質(zhì)也是調(diào)整外部電路，修正電路的電阻值。這需要對(duì)每個(gè)傳感器不同的溫度特性進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，并且成本高，只是阻值的計(jì)算方法上有所改進(jìn)。正如前所述，對(duì)壓阻式傳感器的溫漂的補(bǔ)償，國(guó)內(nèi)外的許多科技人員做了大量的工作，也取得了很大的進(jìn)展。但是這些方法中許多都存在著精度低，成本高，不能實(shí)時(shí)補(bǔ)償?shù)热秉c(diǎn)。針對(duì)上述情況，美國(guó)的MAX公司成功地開(kāi)發(fā)了一種傳感器的補(bǔ)償芯片—，MAXl457。此信號(hào)調(diào)理芯片以消除傳感器因溫漂引起的固有的可重復(fù)誤差，提高傳感器的測(cè)量精度，使傳感器的誤差控制在0.1％以內(nèi)。2.6本章小結(jié)本章簡(jiǎn)要說(shuō)明了對(duì)壓阻式壓力傳感器的特性和基本原理，并且給出了溫度補(bǔ)償框架圖，對(duì)壓力傳感器的補(bǔ)償方法作了簡(jiǎn)要介紹。第3章硬件設(shè)計(jì)硬件的研究與設(shè)計(jì)是論文工作的重要組成部分，首先進(jìn)行方案論證確定系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)和框架，并對(duì)各部分的硬件電路和邏輯進(jìn)行詳細(xì)的研究與設(shè)計(jì)，完成硬件電路的設(shè)計(jì)[8]。然后根據(jù)設(shè)計(jì)結(jié)果繪制詳細(xì)的原理圖和PCB圖，并在制作好電路板后進(jìn)行硬件調(diào)試，發(fā)現(xiàn)問(wèn)題并解決問(wèn)題，為軟件的設(shè)計(jì)做好基礎(chǔ)。3.1補(bǔ)償與標(biāo)定系統(tǒng)的框圖MAX1457上位機(jī)PC計(jì)算機(jī)并口E2PROM(93C66)MAX1457上位機(jī)PC計(jì)算機(jī)并口E2PROM(93C66)硅壓阻式傳感器A/D轉(zhuǎn)換A/D轉(zhuǎn)換（MAX140）1）圖3-1補(bǔ)償與標(biāo)定系統(tǒng)的框圖補(bǔ)償與標(biāo)定系統(tǒng)的信號(hào)調(diào)理電路是以MAXIM公司生產(chǎn)的MAXl457為核心；數(shù)據(jù)采集電路以MAXl401為核心，用來(lái)采集傳感器的橋壓和MAXl457的輸出電壓。根據(jù)向?qū)降难a(bǔ)償步驟通過(guò)并把補(bǔ)償和修正系數(shù)寫(xiě)入E2PROM，在某個(gè)特定溫度點(diǎn)MAXl457載入相應(yīng)的補(bǔ)償系數(shù)對(duì)硅壓阻式傳感器進(jìn)行補(bǔ)償與標(biāo)定。3.2MAX1457電源電路為了確保精度，需要保證MAXl457的電源電壓的精度，因?yàn)镸AXl457的電源電壓是失調(diào)DAC(OFSTDAC)和靈敏度DAC(FSODAC)參考電壓。這里采用了AD586給MAXl457提供精密5V電源電壓。AD586MN的工作溫度為0℃～70℃，溫漂為2ppm/℃，輸出電壓范圍為5.000V+2mV，輸出噪聲非常低。精密5V電源電壓電路如圖3-2。88NRTP88NRTPTPVINVOUTTPTRIMGND17 26 35454圖3-2精密5V電壓電路圖3.2.1MAX1457與E2RPOM的接口電路MAXl457本身具有與SPI/MicroWire兼容的串口，而E2PROM采用的是ATMEL公司的AT93C66，它采用了三線串行總線結(jié)構(gòu)[9]。兩者的連接圖如圖3-3。228193C662281VDDCSVDDCSSKORGDIVSSDOESCECLKEDIEDO21721726 32019451945圖3-3MAX1457與E2RPOM的連接圖3.3并口通信電路PC機(jī)都帶有一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)的并行打印口用于連接打印機(jī)，實(shí)際上它還是一個(gè)并行通訊口，可與任何符合該通訊標(biāo)準(zhǔn)的設(shè)備相互通訊。本論文中，PC機(jī)通過(guò)打印機(jī)并口讀寫(xiě)E2PROM并對(duì)MAXl457進(jìn)行控制。并行打印口的針腳功能表如表3-1。打印口共有三個(gè)寄存器接口。378H數(shù)據(jù)口、379H狀態(tài)口和37AH控制口。表3-2給出了這三個(gè)端口的位數(shù)與針腳的對(duì)應(yīng)關(guān)系。(1)378H數(shù)據(jù)口是PC機(jī)向打印機(jī)發(fā)送數(shù)據(jù)的唯一出口，該口有八條線，而且只能輸出，不能輸入。(2)379H狀態(tài)口是打印機(jī)返回給PC機(jī)的聯(lián)絡(luò)信號(hào)，用于反映打印機(jī)的當(dāng)前狀態(tài)。該口共有五條輸入線，位數(shù)為D7、D6、D5，D4、D3。其中D7為負(fù)邏輯，即外部輸入低電平，讀入為高電平。(3)37AH控制口是PC機(jī)向打印機(jī)發(fā)出打印控制命令的端口。它有四條線，與數(shù)據(jù)口一樣只能輸出，不能輸入，位數(shù)為D3、D2、D1、DO。其中除D2外，其它三位都是負(fù)邏輯，即送出高電平輸出為低電平。表3-1并口打印口的針腳功能表針腳功能針腳功能1選通端，低電平有效10確認(rèn)，低電平有效2數(shù)據(jù)通道011忙3數(shù)據(jù)通道112缺紙4數(shù)據(jù)通道213選擇5數(shù)據(jù)通道314自動(dòng)換行，低電平有效6數(shù)據(jù)通道415錯(cuò)誤，低電平有效7數(shù)據(jù)通道516初始化，低電平有效8數(shù)據(jù)通道617選擇輸入，低電平有效9數(shù)據(jù)通道718-25地線表3-2并口地址的位數(shù)與針腳對(duì)應(yīng)表并口地址D7D6D5D4D3D2D1D0378H98765432379H111012121537AH1716141并口的引腳電平為TTL電平，而E2PROM的引腳的電平也是TTL電平，無(wú)需電平轉(zhuǎn)換，通訊非常方便。但是為了防止并口與E2PROM互相干擾和驅(qū)動(dòng)對(duì)方的能力不夠，中間加入了74HC244作為緩沖和隔離。PC機(jī)讀寫(xiě)E2PROM時(shí)，需要拉低MCS信號(hào)，使得MAXl457處于空閑狀態(tài)，以免干擾PC機(jī)對(duì)E2PROM的讀寫(xiě)。所以MCS信號(hào)也與并口相連接，使得PC機(jī)能夠控制MAXl457。

3.4壓阻式壓力傳感元件傳感元件位于傳感器系統(tǒng)之首，被測(cè)壓力量需由它轉(zhuǎn)換為電信號(hào)才能供給電路處理，因此它的性能對(duì)傳感器系統(tǒng)有著很大的影響。本課題對(duì)傳感元件的要求是體積小、成本低、準(zhǔn)確度高、可靠性好。傳統(tǒng)的壓力傳感器以機(jī)械結(jié)構(gòu)型的器件為主，它利用液柱高度差或彈性元件的形變來(lái)指示壓力，其主要的問(wèn)題是，尺寸大，份量重和不能提供電學(xué)量輸出等。隨著半導(dǎo)體技術(shù)的發(fā)展，壓力傳感器呈現(xiàn)出半導(dǎo)體化的趨勢(shì)。半導(dǎo)體壓力傳感器的發(fā)展過(guò)程中，早期曾出現(xiàn)過(guò)壓敏晶體管器件(三極管或二極管)，其封裝較為困難，而且容易失效。壓阻器件是目前應(yīng)用最廣泛的半導(dǎo)體壓敏傳感器，并且由于綜合運(yùn)用MEMS工藝與集成電路工藝，半導(dǎo)體壓阻傳感器小型化、集成化提供了可能條件，現(xiàn)階段對(duì)壓阻材料傳感器的研究十分活躍。目前主要的壓阻材料是硅材料，應(yīng)用最為廣泛的是壓力傳感器，橋式壓阻傳感器在相當(dāng)?shù)臅r(shí)間里都被作為壓阻傳感器的標(biāo)準(zhǔn)電路形式，與之相適應(yīng)的各種調(diào)節(jié)電路也同趨成熟。本系統(tǒng)采用利德電子有限公司的87型(超穩(wěn)定)壓力傳感元件，這種壓阻式硅壓力傳感器具有體積小、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單輕巧、性能可靠及低功耗等特點(diǎn)，智能壓力傳感器系統(tǒng)采用它作為壓力傳感元件，有利于降低成本，簡(jiǎn)化系統(tǒng)結(jié)構(gòu)[10]。智能壓阻壓力傳感器組成，作為主傳感器的壓阻壓力傳感器用于壓力測(cè)量，溫度傳感器用于測(cè)量環(huán)境溫度，以便進(jìn)行溫度誤差修正，兩個(gè)傳感器的輸出經(jīng)前置放大器放大送至多路轉(zhuǎn)換器，多路轉(zhuǎn)換器根據(jù)單片機(jī)發(fā)出的命令fl1選擇一路信號(hào)送至A/D轉(zhuǎn)換器，A/D轉(zhuǎn)換器將輸入的模擬信號(hào)轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)送人單片機(jī)，單片機(jī)根據(jù)已編制好的程序?qū)鹤柙蔷€性和溫度變化產(chǎn)生的測(cè)量誤差進(jìn)行修正。3.4.1結(jié)構(gòu)該傳感器為一種微型壓阻式硅壓力傳感器，為克服傳統(tǒng)壓阻壓力傳感器的不足，設(shè)計(jì)出一種智能型壓阻壓力傳感器。根據(jù)智能傳感器的系統(tǒng)組成和應(yīng)用范圍，在充分考慮各元器件之間連接的參數(shù)配合的基礎(chǔ)上，選擇實(shí)用性好，可靠性高，成本低的元器件組成整個(gè)測(cè)量系統(tǒng)，該系統(tǒng)在單片機(jī)的控制和處理下，同時(shí)具備溫度和壓力參數(shù)的自動(dòng)測(cè)量、放大、MD轉(zhuǎn)換和結(jié)果顯示，而且具有自檢、自動(dòng)補(bǔ)償和現(xiàn)場(chǎng)通訊等功能。它專為OEM應(yīng)用而設(shè)計(jì)，與腐蝕性介質(zhì)兼容。傳感芯片安裝在TO型的敏感頭上，在封裝上焊著一層316不銹鋼盤旋膜片，在膜片和傳感器元件之間密封了適量的硅油，ISO壓力外殼利用硅油壓力從316不銹鋼膜片上串遞到壓阻元件上，其結(jié)構(gòu)如圖3-4。44（-）（-）55r3r3++II66（+）-2（+）-2圖3-487型（超穩(wěn)定）壓力傳感元件結(jié)構(gòu)3.4.2性能參數(shù)表3-3列出了87型(超穩(wěn)定)壓力傳感元件在電源電流為1.5mA，室溫是25℃條件下的性能參數(shù)。表3-3壓力傳感器性能參數(shù)參數(shù)最小最小最大單位備注滿量程75100125mV1零壓失調(diào)-101mV壓力非線性-0.250.25±%量程2壓力遲滯50μV輸入輸出電阻200027504000Ω溫度誤差-滿量程-0.75+0.75±%量程3溫度誤差-失調(diào)-0.75+0.75±%量程3熱遲滯-滿量程0.05±%量程3熱遲滯-失調(diào)0.05±%量程3供電電流mA表3-3中列出了87型(超穩(wěn)定)壓力傳感元件在電源電流為1.5mA，室溫是25℃條件下的性能參數(shù)。其中所有的3000psi和5000psi的測(cè)試點(diǎn)為2500psi，最佳直線溫度范圍為-20℃～+85℃。輸出電阻可以減少因輸出負(fù)載引起的測(cè)量誤差，在外殼和傳感器敏感元件之間。3.5串行通訊的實(shí)現(xiàn)電壓信號(hào)經(jīng)微處理器處理后，傳送到其他的PC機(jī)，以便達(dá)到實(shí)時(shí)監(jiān)控的目的。以微處理器為主體構(gòu)成的分布式數(shù)據(jù)采集和控制系統(tǒng)，因?yàn)槠潆娐方Y(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，工作可靠性高而被廣泛應(yīng)用在工業(yè)控制中。目前廣泛使用的微處理器產(chǎn)品都集成了串行通信接口，使用串行通信接口，通過(guò)RS-485接口驅(qū)動(dòng)芯片就可以構(gòu)成總線型通信網(wǎng)絡(luò)，把多臺(tái)微處理器系統(tǒng)連接成一個(gè)分布式數(shù)據(jù)采集和控制系統(tǒng)。但為了克服微處理器的不足，引入了主機(jī)，采用主從式結(jié)構(gòu)模式，即PC機(jī)為主機(jī)，分布在現(xiàn)場(chǎng)的各個(gè)微處理器系統(tǒng)為從機(jī)。主機(jī)串行采用標(biāo)準(zhǔn)的RS-232口，根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定，RS-232采用負(fù)邏輯，并且傳輸距離短，一般用于20米以內(nèi)的通信。而對(duì)于大多數(shù)分布式控制系統(tǒng)，通信距離為幾十米到幾千米不等，因此，RS-232接口不能滿足系統(tǒng)的要求，目前廣泛采用的是RS-485收發(fā)器。RS-485收發(fā)器采用平衡發(fā)送和差分接收，因此具有抑制共模干擾的能力，加上收發(fā)器具有高的靈敏度，能檢測(cè)低達(dá)200mV的電壓，故傳輸信號(hào)在千米以外得到恢復(fù)。在該設(shè)計(jì)中，使用TI公司的RS-485接口芯片75LBCl84，它使用單一電源，電壓在3.5-5V范圍內(nèi)都能正常工作，能完成TTL與RS-485之間的轉(zhuǎn)換，本系統(tǒng)的通信接口電路如圖3-5。該芯片與普通的RS-485收發(fā)器的性能相比，有一個(gè)顯著的特點(diǎn)，那就是片內(nèi)有高能量瞬變干擾保護(hù)裝置，可以承受峰值為400W(典型值)的過(guò)壓瞬變，故它能顯著提高防止雷電損壞器件的可靠性。對(duì)一些環(huán)境比較惡劣的現(xiàn)場(chǎng)，可直接與傳輸線相接而不需要任何外加保護(hù)元件。該芯片還有一個(gè)獨(dú)特的設(shè)計(jì)，當(dāng)輸入端開(kāi)路時(shí)，其輸出為高電平，這樣可保證在接收器輸入端電纜有開(kāi)路故障時(shí)，不影響系統(tǒng)的正常工作。另外，它的輸入阻抗為RS-485標(biāo)準(zhǔn)輸入阻抗的2倍(≥24kΩ)，故可以在總線上連接64個(gè)收發(fā)器。RXDR14RXDR14U3U3TXDTXDTXDTXDRS485ARS485BRS485ARS485BRBREDEDAR14R14REDEREDEREDEREDERXDRXDRXDRXDR1510K圖3-575LBC184接口電路原理圖實(shí)際應(yīng)用中，由于大多數(shù)普通PC機(jī)只有常用的RS-232串行通信口，而不具備RS-485通信接口。因此，為了實(shí)現(xiàn)RS-485協(xié)議的串行通信，必須在PC機(jī)側(cè)配置RS-485/RS-232轉(zhuǎn)換器，或者購(gòu)買適合PC機(jī)的RS-485卡。由于后者價(jià)格較高，且一般帶有廠方編寫(xiě)的驅(qū)動(dòng)程序，軟件程序員還需要了解相應(yīng)的應(yīng)用函數(shù)，增加了調(diào)試的難度。為了避開(kāi)采用RS-485通信協(xié)議的上述問(wèn)題，我們決定自制RS-485/RS-232轉(zhuǎn)換器來(lái)實(shí)現(xiàn)傳感器與上位機(jī)之間的通信[11]。3.6本章小結(jié)本章分析了系統(tǒng)主要硬件的組成部分，并對(duì)系統(tǒng)的主要原器件的電路和特點(diǎn)進(jìn)行了介紹，重點(diǎn)討論了MAX1457電源電路和并口通信電路，并介紹了壓阻式硅壓力傳感元件的特點(diǎn)，并給出了傳感器的電路原理圖和RS-485/RS-232轉(zhuǎn)換原理圖。第4章軟件設(shè)計(jì)軟件的功能是通過(guò)向?qū)窖a(bǔ)償步驟獲取傳感器的失調(diào)系數(shù)、失調(diào)溫度系數(shù)、靈敏度系數(shù)、靈敏度溫度系數(shù)，把這些系數(shù)保存在E2PROM中。因此軟件設(shè)計(jì)包括，并口通信模塊、數(shù)據(jù)采集模塊和向?qū)窖a(bǔ)償步驟模塊。4.193C66的操作計(jì)算機(jī)與MAXl457的通訊主要通過(guò)93C66進(jìn)行。93C66相當(dāng)于一個(gè)中繼站，它存儲(chǔ)了補(bǔ)償參數(shù)。MAXl457通過(guò)載入E2PROM中數(shù)據(jù)可以完成對(duì)傳感器的補(bǔ)償。因此軟件對(duì)93C66的操作是系統(tǒng)設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)部分。下面對(duì)其作簡(jiǎn)單介紹[12]。4.293C66的管腳描述E2PROM采用的是ATMEL公司的93C66。93C66的存儲(chǔ)容量為256x16Bit或256x8Bit，采用了三線串行總線結(jié)構(gòu)。三線串行總線采用同步時(shí)鐘(SK)、數(shù)據(jù)輸入(DI)、數(shù)據(jù)輸出(DO)三根線進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸，接口簡(jiǎn)單。CS：93C66的片選輸入，高電平有效。CS端低電平，93C66為休眠狀態(tài)。但若在一個(gè)編程周期啟動(dòng)后，CS由高變低，93C66將在該編程周期完成后立即進(jìn)入休眠狀態(tài)。在連續(xù)指令與連續(xù)指令之間，CS必須有不小于250ns的低電平保持時(shí)間，使之復(fù)位(RESET)，芯片在CS為低電平期間，保持復(fù)位狀態(tài)。SK：串行時(shí)鐘輸入。操作碼、地址、數(shù)據(jù)隨SK上升沿有效。SK可在傳輸?shù)娜我鈺r(shí)刻被中止。DI：數(shù)據(jù)輸入，DI管腳上START位、操作碼、地址、數(shù)據(jù)隨時(shí)鐘同步輸入。DO：數(shù)據(jù)輸出，在READ狀態(tài)中，數(shù)據(jù)隨時(shí)鐘在DO腳輸出。除了讀數(shù)據(jù)或編程操作期間檢查READY/BUSY狀態(tài)外，DO腳均為高阻狀態(tài)。ORG：當(dāng)ORG腳與VCC相連，則選擇(256×16)的存儲(chǔ)模式。當(dāng)ORG腳與VSS相連則選擇(256×8)的存儲(chǔ)模式。TEST：TEST腳只用于測(cè)試模式。使用中與VCC或VSS相連。4.393C66的工作模式93C66有7種不同的工作模式。READ操作：READ操作在DO腳串行輸出內(nèi)存中指定地址的數(shù)據(jù)。DO在輸出數(shù)據(jù)之前處于‘虛0’狀態(tài)。輸出數(shù)據(jù)隨著SK上升沿有效，并持續(xù)一段時(shí)間。當(dāng)CS為高時(shí)可進(jìn)行串行讀操作。內(nèi)存中數(shù)據(jù)將自動(dòng)轉(zhuǎn)到下一位串行輸出。需要注意的是當(dāng)在DI腳送入命令字后，下一個(gè)時(shí)鐘周期，在DO腳先輸出一個(gè)低電平，在此時(shí)鐘周期后，DO腳串行輸出的才是E2PROM中的數(shù)據(jù)。它也可作為操作正常的標(biāo)志位，表示前面的讀命令已經(jīng)被收到。EWEN操作：93C66上電處于EWDS(ERASE/WRITEDISABLE)狀態(tài)。在所有編程之前必須進(jìn)行一個(gè)EWEN操作。一旦進(jìn)行EWEN操作，芯片將一直處于可編程狀態(tài)，直到下一個(gè)EWDS操作或VCC變?yōu)榈?。EWDS操作：為避免數(shù)據(jù)誤操作，EWDS可禁止所有ERASE/WRITE操作，并應(yīng)該在所有編程操作之后執(zhí)行。WRITE操作：WRITE命令后跟隨寫(xiě)入特定地址的16位或8位數(shù)據(jù)。在最后一位數(shù)據(jù)進(jìn)入DI后，在下一個(gè)SK上升沿到來(lái)之前，CS必須為‘0’。CS的下降沿啟動(dòng)了自擦除時(shí)序和編程循環(huán)。在一個(gè)最小100nS的低電平后和寫(xiě)循環(huán)完成之前，如果CS變?yōu)楦?。READY/BUSY狀態(tài)將由DO表示。DO為‘0’表示BUSY，編程正在進(jìn)行。DO為‘1’表示內(nèi)存己被寫(xiě)入，器件為READY正等待下一個(gè)操作。WRAL操作：WRAL操作按照命令字將存儲(chǔ)器所有單元都寫(xiě)入設(shè)定的數(shù)據(jù)。WRAL之前必需進(jìn)行ERASE操作。這兩個(gè)操作都必需在EWEN命令狀態(tài)后進(jìn)行。ERASE操作：ERASE操作將所指定內(nèi)存中特定地址數(shù)據(jù)位全強(qiáng)制為‘1’。CS的下降沿將啟動(dòng)自循環(huán)編程。ERAL操作：ERAL操作將所有存儲(chǔ)器的數(shù)據(jù)位都寫(xiě)成‘1’。下面給出各個(gè)命令的命令字和時(shí)序圖，如表4-1和圖4-1。表4-193C66命令字命令起始位操作碼地址數(shù)據(jù)x8x16x8x16READ110A8-A0A7-A0EWEN10011XXXXXXX11XXXXXXERASE111A8-A0A7-A0WRITE101A8-A0A7-A0D7-D0D15-D0RRAL10010XXXXXXX10XXXXXXXWRAL10001XXXXXXX11XXXXXXXD7-D0D15-D0EWDS10000XXXXXX00XXXXXX(1)讀操作（READ）周期CS tcsSKD1 1 1 0 A0 DNDD0 HighImpedance 0 ·· D0(2)寫(xiě)使能（EWEN）操作tcstCS SKD1 1 00 11 ··(3)寫(xiě)禁止（WRITE）周期tcstCSSKD1 1 0 ... A0 · D0HighImpedanceD0 BusyReady(4)片寫(xiě)入（WRAL）周期tcstCSSKDNDD1 1 0001 D0HighImpedanceD0 BusyReady(5)擦除（ERASE）周期CheckStatustCheckStatustCS Standy SKANAN-1AN-2ANAAD1 A0HighImpedanceD0 BusyReady(6)tcstCheckStatusCheckStatus StandySKD0 1 0 10HighImpedanceHighImpedanceD1 Busy Ready圖4-1時(shí)序圖

4.3.1E2PROM(93C66)空間的分配傳感器的失調(diào)系數(shù)、失調(diào)溫度系數(shù)、靈敏度系數(shù)、靈敏度溫度系數(shù)和線性度系數(shù)均保存在E2PROM中。CR1系數(shù)和CR2系數(shù)各占一個(gè)單元；失調(diào)系數(shù)和靈敏度系數(shù)各占一個(gè)單元；地址Ox04～Ox07的內(nèi)容有特殊用途，一般用來(lái)測(cè)試E2PROM是否正常工作，靈敏度溫度系數(shù)和失調(diào)溫度系數(shù)占用了120個(gè)單元，線性度系數(shù)占用了8個(gè)單元[13]。4.4MAX1457開(kāi)發(fā)系統(tǒng)設(shè)計(jì)MAXl457對(duì)傳感器的償需要軟件支持，按照特定的補(bǔ)償步驟進(jìn)行。在MAXl457的開(kāi)發(fā)系統(tǒng)軟件基于MAXl457的工作原理以及補(bǔ)償?shù)膶?shí)施過(guò)程。MAXl457開(kāi)發(fā)系統(tǒng)軟件可以分成。E2PROM讀寫(xiě)管理模塊，數(shù)據(jù)采集模塊，傳感器補(bǔ)償步驟模塊。4.4.1E2PROM的讀寫(xiě)管理模塊PC機(jī)對(duì)E2PROM的操作是通過(guò)并模擬E2PROM的7個(gè)命令的時(shí)序?qū)崿F(xiàn)的。在WindowsNT/2000/XP操作系統(tǒng)下，出于安全性的考慮，不允許普通用戶直接對(duì)并口操作，而且沒(méi)有現(xiàn)成的控件可以利用，必須自己編寫(xiě)必要的程序或者利用第三方的動(dòng)態(tài)鏈接庫(kù)對(duì)并口操作。本論文采用了后者。E2PROM的兩個(gè)主要操作，讀操作和寫(xiě)操作的流程圖分別為圖4-2和圖4-3。開(kāi)始開(kāi)始74HC244使能將MCS拉低將MCS拉高寫(xiě)入寫(xiě)命令寫(xiě)入16位數(shù)據(jù)將ECS拉低74HC244不使能將MCS拉高結(jié)束圖4-2讀操作流程圖PC機(jī)要讀E2PROM時(shí)，要使74HC244使能，拉低MCS信號(hào)，禁止MAXl457讀取E2PROM的數(shù)據(jù)，以免干擾MAXl457對(duì)PC機(jī)的讀寫(xiě)，將ECS信號(hào)拉高，讀取16位串行數(shù)據(jù)后，需要拉低ECS信號(hào)，釋放對(duì)E2PROM的控制要使74HC244不使能，并將MCS拉高，使MAXl457正常工作來(lái)載入相應(yīng)的參數(shù)。開(kāi)始開(kāi)始74HC244使能將MCS拉低將MCS拉高寫(xiě)入寫(xiě)命令寫(xiě)入16位數(shù)據(jù)將ECS拉低74HC244不使能將MCS拉高結(jié)束寫(xiě)入8位地址寫(xiě)入寫(xiě)能使命令寫(xiě)入寫(xiě)能使命令圖4-3寫(xiě)操作流程圖寫(xiě)操作與讀操作類似，不同的是在寫(xiě)之前要進(jìn)行一個(gè)寫(xiě)使能操作。數(shù)據(jù)采集模塊也是通過(guò)并口模擬串行通訊實(shí)現(xiàn)的，主要是對(duì)寄存器的設(shè)置。4.5MAX1457補(bǔ)償步驟MAX1457中有兩個(gè)16位的DAC(STCDAC和OTCDAC)，分別用于修正滿量程TC和漂移TC。而且兩個(gè)系數(shù)隨溫度變化，也就是向量表補(bǔ)償。這是ASIC能達(dá)到高精度溫度補(bǔ)償?shù)脑颉５?，向量表的使用是可以用ASIC選擇的，若將其關(guān)閉，則在整個(gè)溫度范圍內(nèi)只用一個(gè)單獨(dú)的滿量程TC和一個(gè)單獨(dú)的漂移TC系數(shù)來(lái)修正傳感器的誤差。我們將這種模式稱為“線性補(bǔ)償”。這不是真正的線性，但是十分近似。而且這種補(bǔ)償是純模擬的(連續(xù)的)，也就是沒(méi)有數(shù)字量化噪聲。ASIC修正滿量程TC誤差和修正漂移TC誤差的方法是完全不同的。但是，這兩種誤差都是在純模擬(連續(xù)的)方式中獲得的。因?yàn)樵跐M量程TC修正完成以前，不能完成漂移TC的修正，所以，首先進(jìn)行滿量程TC誤差補(bǔ)償。

4.5.1量程溫度系數(shù)補(bǔ)償MAXl457是以硅壓阻傳感器為主要對(duì)象專門設(shè)計(jì)的。它利用傳感器的某些獨(dú)特的特性來(lái)提高精度，降低成本。因此有必要先搞清這類傳感器的特性。傳感器內(nèi)有一個(gè)惠斯通電橋，傳感器輸入阻抗的任何變化將被ASIC解釋為溫度的變化。一個(gè)壓阻型傳感器電橋電阻的典型溫度系數(shù)可達(dá)3000ppm/℃。這里的溫度是在傳感器元件上實(shí)際測(cè)量的溫度，這就減小了壓力傳感器和溫度傳感器之間的熱量梯度誤差，改善溫度的瞬間誤差。通過(guò)對(duì)傳感器的理解，我們知道TCR(電橋阻抗溫度系數(shù))與TCS(靈敏度溫度系數(shù))方向相反，若大小相等，則隨著溫度的變化可相互抵消，這樣就消除了滿量程溫度誤差。然而，TCR往往大于TCS，在先前的測(cè)量方法中一般忽略此問(wèn)題。ASIC正是調(diào)整激勵(lì)電流，有一個(gè)反饋系統(tǒng)，順時(shí)針旋轉(zhuǎn)TCR的斜率，直到與TCS的大小相等。MAXl457的補(bǔ)償思路也在于此[14]。下面詳細(xì)分析。圖4-4表示TCR和TCS隨溫度變化的關(guān)系。其中TCR隨溫度增加而增加，而TCS隨溫度增加而降低。因?yàn)锳SIC是用恒定電流激勵(lì)，而Rb(傳感器輸入阻抗)是隨溫度變化的，所以Vb應(yīng)當(dāng)隨溫度變化。由于Vb=Ib×Rb，當(dāng)Rb隨溫度增加時(shí)，激勵(lì)電壓Vb也隨溫度增加。而且，我們注意到，傳感器輸出電壓是和Vb成正比的。我們可以認(rèn)為，如果傳感器的靈敏度不隨溫度變化，傳感器的輸出(滿量程和漂移)應(yīng)當(dāng)隨溫度增加。但是，當(dāng)溫度增加時(shí)，硅PRT的靈敏度是降低的。對(duì)大多數(shù)傳感器來(lái)講，這一變化比TCR的變化要小。由此，在恒流激勵(lì)時(shí)，大多數(shù)硅傳感器具有一個(gè)正的未補(bǔ)償非線性滿量程TC誤差如圖4-4。一個(gè)理想的TCR應(yīng)當(dāng)在數(shù)值上等于TCS，而符號(hào)相反。這樣，當(dāng)采用好的恒流源驅(qū)動(dòng)時(shí)，我們就可以完全消除熱的影響，滿量程將不隨溫度變化。TCR 未補(bǔ)償量程TC(ppm) 理想TCR 溫度TCS圖4-4TCR和TCS隨溫度變化得關(guān)系通常，傳感器生產(chǎn)廠試圖優(yōu)化技術(shù)參數(shù)，比如他們可以生產(chǎn)一種傳感器，使其TCR在數(shù)值上等于TCS，而符號(hào)相反。這樣通過(guò)設(shè)計(jì)就消除了滿量程TC誤差。在恒流源模式下，可以將滿量程TC誤差降低到百分之幾。但是，傳感器生產(chǎn)廠不可能嚴(yán)格控制技術(shù)參數(shù)，以進(jìn)一步改進(jìn)傳感器的誤差[15]。4.6本章小結(jié)本章主要介紹了系統(tǒng)的軟件組成，分析了非線性補(bǔ)償和溫度補(bǔ)償?shù)乃惴ê蛯?shí)現(xiàn)方法，同時(shí)對(duì)數(shù)字濾波的實(shí)現(xiàn)方法進(jìn)行了敘述。智能壓力傳感器軟件設(shè)計(jì)主要包括主程序，及實(shí)現(xiàn)測(cè)溫、測(cè)壓、數(shù)字濾波、非線性校正和溫度補(bǔ)償?shù)裙δ茏映绦?。?章性能測(cè)試5.1測(cè)試內(nèi)容補(bǔ)償與標(biāo)定系統(tǒng)的測(cè)試包括功能測(cè)試和性能測(cè)試。功能測(cè)試如采集傳感器電橋電壓和MAXl457的輸出電壓、讀寫(xiě)E2PROM等。論文工作中測(cè)試的內(nèi)容主要集中在性能指標(biāo)測(cè)試，包括如下內(nèi)容：(1)傳感器補(bǔ)償前的測(cè)定試驗(yàn)；(2)傳感器補(bǔ)償試驗(yàn)；(3)傳感器補(bǔ)償后的測(cè)定試驗(yàn)。5.2測(cè)試結(jié)果對(duì)壓阻式傳感器進(jìn)行了補(bǔ)償前后的傳感器測(cè)定試驗(yàn)和傳感器補(bǔ)償試驗(yàn)，獲得了補(bǔ)償前后的傳感器的試驗(yàn)數(shù)據(jù)。對(duì)于壓阻式傳感器而言，溫度誤差占傳感器總誤差的比重最大，而且補(bǔ)償前傳感器的總的不確定度較好，所以MAXl457對(duì)壓阻式傳感器的補(bǔ)償主要是溫度漂移的補(bǔ)償。表5-1給出了壓阻式傳感器補(bǔ)償前和MAXl457補(bǔ)償后輸出的零點(diǎn)和滿量程的具體數(shù)據(jù)。表5-1補(bǔ)償前后傳感器輸出零點(diǎn)和滿量程比較校準(zhǔn)狀態(tài)校準(zhǔn)壓力（KPa）輸出電壓（V）溫度（℃）-200204060補(bǔ)償前補(bǔ)償后0Voutmin0.481V0.374V0.307V200Voutmax0.669V4.362V4.110V0Voutmin0.505V0.504V0.501V0.506V0.508V200Voutmax4.511V4.512V4.507V4.506V4.508V注：1）Vout