基于ZIGBEE的压力传感器标定系统的研究

2012-08-03 14:28:50来源: 现代电子技术

    在旋转导向钻井中,随钻测量的信息主要靠泥浆脉冲传递,因此,压力信息的采集就则显得极为重要。压力传感器在使用一段时间后,因为各种原因造成误差偏大,并且需要校准。压力传感器一般采用电桥式电路结构,以提高输出灵敏度。但一个微应变电桥输出只有2 mV左右,即使在满载情况下,应变片的最大输出也只20 mV左右,这就要求前置测量放大电路具有高增益、高精度、低噪声和低漂移等特点,而
一般的运放和A/D不具备上述特点,使用内置PGA的4.8 kHz、超低噪声、24位∑-△型的A/D,AD7190则可以较好的解决上述问题。另外传统的压力传感器的标定都是使用于摇式活塞压力台,效率低下,人为误差较大,且比较危险。本系统通过软件控制自动加压台,在不同梯度下对压力传感器进行标定,提高了标定效率和精度,且较为安全。

1 整体方案
    系统设计方案如图1所示。系统主要由信号调理模块、数据采集模块、数据传输模块、及上位机软件处理等模块组成。其中A/D采集模块,使用内置PGA的4.8 kHz、超低噪声、24位∑-△型的高精度A/D;通汛接口采用通用的RS232串行接口;无线传输模块采用了频率为2.4 GHZ的ZIGBEE通讯模块,具有较高的数据通讯速率,ZIGBEE具有自组网的能力,对多组网及后续设备的升级有很好的扩展性;控制芯片采用了C8051F060,其丰富的硬件资源,使得系统大大简化;接口模块采用了PL2303芯片将RS232转换成USB总线,方便与计算机连接;数据处理模块采用了常用的个人PC机,相对一般的MCU在处理数据的速度和能力上均有明显优势。

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2 系统原理
    最小二乘法是一种在多个学科领域中获得广发应用的数学处理方法,可以用来拟合经验公式以及回归等数据处理问题。其原理如下。

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    以上就是最小二乘法的正规方程,也是最终用来计算的方程。

3 系统硬件设计
    1)电源电路设计及实现
    如图2所示,ADP3303属于ADP330x系列精密低压差anyrCAP稳压器,采用新颖的架构、改良的工艺和新封装,与传统LDO相比性能更出色。它采用专利设计,仅需一个0.47 μF输出电容便可保持稳定。ADP3303在室温条件下可达到±0.8%的出色精度,温度、线路和负载调节的整体精度为±1.4%。200 mA时,其压差仅180 mV(典型值)。

[1] [2] [3]

关键字:无线数传  传感器标定  最小二乘法  USB

编辑:什么鱼 引用地址:http://www.eeworld.com.cn/Test_and_measurement/2012/0803/article_5581.html
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