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题目:高准确度智能压力变送器设计

关键词:压力变送器,HART协议,温度补偿

  摘要


智能变送器作为现代工业控制领域中重要的测量仪器设备,一般用在工业控制系统的第一线,直接与测量介质接触。为了加强仪表之间的网络联系同时又能兼容模拟工业控制系统,所以基于HART协议的智能变送器占据绝大多数的变送器市场。因此,开发基于HART协议的智能变送器具有十分重要的意义。

本文提出了一个高准确度智能压力变送器解决方案,该方案以ADuCM360微控制器为硬件核心,利用ADuCM360内部丰富的外设完成对传感器的压力数据采集和温度采集;该变送器采用高准确度AD5421进行4~20mA模拟输出;数字输出则利用AD5700完成基于HART协议数字通信部分。

为了解决传感器非线性误差和温度漂移,本文采用JAVA语言设计上位机软件,完成对变送器压力原始数据和温度原始数据的采集,取得样本之后,便获得各个温度下不同压力时传感器的输出电压值。将MCU的AFE前端检测传感器电压作为自变量,DAC输出电压值作为因变量,利用最小二乘法取得自变量和因变量之间的特征方程。由于每个温度下的特征方程系数是不同,故可构建在不同温度下系数变化的方程。将补偿系数传入到变送器,完成校准。

本文涉及的智能变送器方案具有高准确度、高稳定性等特点,同时具有较高性价比,具有普遍的推广意义。