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                全面解析-硅壓阻式智能壓力傳感器

                文章來源:吉創儀表 作者:小艾 發布時間:2019-04-15 14:39:56
                硅壓阻式智能壓力傳感器就是一種以具有壓阻效應的硅半導體為敏感元件,帶有微處理器(單片機)的,兼有信息檢測、信號處理、信息記憶、邏輯思維判斷功能的壓力傳感器。
                文本關鍵詞:壓力傳感器,單晶硅壓力傳感器,智能壓力傳感器

                硅壓阻式智能壓力傳感器的定義

                所謂硅壓阻式智能壓力傳感器就是一種以具有壓阻效應的硅半導體為敏感元件,帶有微處理器(單片機)的,兼有信息檢測、信號處理、信息記憶、邏輯思維判斷功能的壓力傳感器。顯然,智能壓力傳感器具有較強的信息處理能力,這主要是通過微處理器的程序來完成的,也就是說智能壓力傳感器是硬件電路和軟件程序結合的產物。

                壓阻效應:沿一塊半導體的某一軸向施加壓力使其變形時,它的電阻率會發生顯著變化,這種現象稱為半導體的壓阻效應。利用半導體材料的壓阻效應制成的傳感器稱為壓阻式傳感器。

                硅壓阻式智能壓力傳感器是既有獲得信息的能力又有信息處理功能的傳感器系統,同時具備學習、推理、感知、通訊及管理的功能,其典型結構如圖 1-1 所示。

                 

                硅壓阻式智能壓力傳感器的功能

                在硅壓阻式智能壓力傳感器系統中,微處理器能夠按照給定的程序對傳感器實現軟件控制,把傳感器從單一功能變為多功能。智能壓力傳感器一般具有以下基本功能:

                1、具有自校零、自標定、自校正功能
                智能壓力傳感器不僅能對各個被測參數進行測量,而且能夠根據己知被測參數求出未知參數,并能夠自校零、自標定、自校正等。

                2、具有自動補償功能
                智能壓力傳感器的上位機對采集到的數據進行補償,實現更高的精度。

                3、具有雙向通訊接口功能
                智能壓力傳感器采用標準化接口,統一的接口標準容易通過 RS-232,RS-485,HART 等總線和上位機進行通信。這樣可以由遠距離中央控制計算機來控制整個系統的工作,對測量系統進行遙控,也可以將測量數據傳送到遠方用戶。

                4、具有數據存儲、記憶功能
                智能壓力傳感器具有信息存儲、記憶功能,能把測量參數、狀態參數通過 RAM 或 EEPROM 進行存儲。

                5、軟件組態功能
                軟件組態功能:智能壓力傳感器由于采用了微處理器,所以它不僅要有必要的硬件組成,例如檢測、放大、A/D,D/A、通訊接口等,而且還有軟件資源用于控制和處理數據。在智能壓力傳感器中,設置有多模塊化的硬件和軟件,用戶可以通過微處理器頒布命令,改變傳感器的硬件模塊和軟件模塊的組合狀態,以達到不同的應用目的,完成不同的功能,增加了傳感器的靈活性和可靠性。

                6、具有判斷、決策處理功能
                能實時分析、判斷所采集到的數據的合理性,并給出異常情況的應急處理(如報警或故障提示)。

                7、能夠自動采集數據,并對數據進行預處理。


                硅壓阻式智能壓力傳感器的特點

                1、精度高
                硅壓阻式智能壓力傳感器由多項功能來保證它的高精度,如:通過自動校零去除零點漂移,自動進行整體系統的非線性等系統誤差的校正等,從而保證了智能壓力傳感器有較高的精度。

                2、高可靠性與高穩定性
                硅壓阻式智能壓力傳感器能自動補償因工作條件與環境參數發生變化后引起的系統溫度特性漂移,如:溫度變化而產生的零點和靈敏度的漂移,具有自診斷、判斷和決策處理等功能。

                3、高信噪比與高分辨率
                硅壓阻式智能壓力傳感器具有數據存儲、記憶與信息處理功能,能夠通過軟件進行數字濾波、相關性分析等處理,它可以去除輸入數據中的噪聲,將有用信號提取出來,這樣保證了對特定參數測量的分辨能力,故智能壓力傳感器具有較高信噪比與分辨率。

                4、強自適應性
                硅壓阻式智能壓力傳感器具有判斷、分析與處理功能,它根據系統工作情況,決策各部分的供電情況和與上位機的數據傳輸速率,從而使系統達到最低功耗和優化傳輸率,而且它具有自補償功能。

                5、性價比高
                硅壓阻式智能壓力傳感器所具有多種功能,并不是像傳統傳感器技術那樣追求傳感器本身的完善,對傳感器的各個環境進行精心設計和調試,進行“手工藝品”式的精雕細琢來獲得,而是通過微處理器與計算機相結合,采用廉價的集成電路工藝和芯片以及強大的軟件來實現的。

                6、靈活性強
                隨著計算機編程技術的不斷發展,以軟件為主體的智能壓力傳感器不僅在使用便捷、功能多樣化等方面呈現出很大的靈活性,而且在其性能方面,由于其控制軟件或運算軟件易于修改,也使它的性能便于優化。

                7、集中的控制
                由于硅壓阻式智能壓力傳感器采用微處理器對整個系統進行控制,而且微處理器具有強大的數據處理能力和控制能力,通過它的軟件程序使微處理器得到充分的利用,這樣就可以使智能壓力傳感器系統的各種功能協調作用,從而保證了它的優點得以充分發揮。

                 

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