一、温度传感器热电阻的应用原理 温度传感器热电阻是中低温区最常用的一种温度检测器。它的主要特点是测量精度高，性能稳定。其中铂热是阻的测量精确度是最高的，它不仅广泛应用于工业测温，而且被制成标准的基准仪。 1．温度传感器热电阻测温原理及材料 温度传感器热电阻测温是基于金属导体的电阻值随温度的增加而增加这一特性来进行温度测量的。温度传感器热电阻大都由纯金属材料制成，目前应用最多的是铂和铜，此外，现在已开始采用甸、镍、锰和铑等材料制造温度传感器热电阻。 2．温度传感器热电阻的结构
（1）精通型温度传感器热电阻工业常用温度传感器热电阻感温元件（电阻体）的结构及特点见表2-1-11。从温度传感器热电阻的测温原理可知，被测温度的变化是直接通过温度传感器热电阻阻值的变化来测量的，因此，温度传感器热电阻体的引出线等各种导线电阻的变化会给温度测量带来影响。为消除引线电阻的影响同般采用三线制或四线制，有关具体内容参见本篇第三章第一节. （2）铠装温度传感器热电阻铠装温度传感器热电阻是由感温元件（电阻体）、引线、绝缘材料、不锈钢套管组合而成的坚实体，如图2-1-7所示，它的外径一般为φ2~φ8mm，最小可达φmm。 与普通型温度传感器热电阻相比，它有下列优点：①体积小，内部无空气隙，热惯性上，测量滞后小；②机械性能好、耐振，抗冲击；③能弯曲，便于安装④使用寿命长。
（3）端面温度传感器热电阻端面温度传感器热电阻感温元件由特殊处理的电阻丝材绕制，紧贴在温度计端面，其结构如图2-1-8所示。它与一般轴向温度传感器热电阻相比，能更正确和快速地反映被测端面的实际温度，适用于测量轴瓦和其他机件的端面温度。 （4）隔爆型温度传感器热电阻隔爆型温度传感器热电阻通过特殊结构的接线盒，把其外壳内部爆炸性混合气体因受到火花或电弧等影响而发生的爆炸局限在接线盒内，生产现场不会引超爆炸。隔爆型温度传感器热电阻可用于Bla~B3c级区内具有爆炸危险场所的温度测量。 3．温度传感器热电阻测温系统的组成 温度传感器热电阻测温系统一般由温度传感器热电阻、连接导线和显示仪表等组成。必须注意以下两点： ①温度传感器热电阻和显示仪表的分度号必须一致
对于设计人员而言，数字电位器正变得越来越重要，它们具有很多优点，但也存在很多限制。下面比较机械电位器，数字电位器的共同点和区别，并由此帮助读者了解如何使用数字电位器。 电位器的出现有很长的历史，它以各种方式应用在广泛的领域，如常数调整和测量领域。最常见的莫过于设定和微调电阻值来微调电路，设置电平和调整增益等。电位器也被用来设计机器人和工业设备中的位置反馈。针对电位器需要考虑的各个方面，需针对特定应用的各种需求来设置。如电位器上的最大电压，各臂所能提供的最大电流，能允许消耗的最大功率以及最需要考虑的电阻问题。从功率到噪声的各个方面。单个电阻的误差通常有+/-20%到+/-5%，温度也会造成电阻值的漂移，所以需要考虑电位器的精度，线性，单调性与否，是否考虑设计中其它因素。比如人耳对声音的频率响应将比较重要。断电与加电时电阻的变化，成本和体积，还有可靠性如装配，潮湿等。 在爱迪生一千多项的发明当中,电位器总是为人们所遗忘。它是在十九世纪七十年代被发明并应用在开关中。如图一所示。 经一百年来，随着材料及外形的改变，机械电位器在一些初级的应用中受到极大的关注。无可置疑机械电位器和数字电位器有许多区别，而它们的共性却令人惊讶。其中最大相同就是它们都具有可调性，能提供大范围的端到端电阻。 机械电位器可耐上千伏的高压，数字电位器受制于小体积通常电压在30伏以内。机械电位器电阻容量也比数字电位器大。然而我们只要稍加考虑就可以解决上述问题。 机械电位器受振动发生电阻飘移的时候会给设计造成问题。机械电位器的接触点因磨损，老化而造成电阻增大或失效，进而使机械电位器的性能无法预知。数字电位器则无因机械结构造成上述的问题，可以经上万次开关操作而依然保持一致。 数字电位器通常采用多晶硅或薄膜电阻材料，具有低噪声，高精度和优良的温度系数。 机械电位器和数字电位器尺寸大小比对如图二所示。
常用压力传感器原理分析 振膜式谐振压力传感器 振膜式压力传感器结构如图(a)所示。振膜为一个平膜片，且与环形壳体做成整体结构，它和基座构成密封的压力测量室，被测压力 p经过导压管进入压力测量室内。参考压力室可以通大气用于测量表压，也可以抽成真空测量绝压。装于基座顶部的电磁线圈作为激振源给膜片提供激振力，当激振 频率与膜片固有频率一致时，膜片产生谐振。没有压力时，膜片是平的，其谐振频率为 f0；当有压力作用时，膜片受力变形，其张紧力增加，则相应的谐振频率也随之增加，频率随压力变化且为单值函数关系。 在膜片上粘贴有应变片，它可以输出一个与谐振频率相同的信号。此信号经放大器放大后，再反馈给激振线圈以维持膜片的连续振动，构成一个闭环正反馈自激振荡系统。如图(b)所示 压电式压力传感器 某些电介质沿着某一个方向受力而发生机械变形(压缩或伸长)时，其内部将发生极化现象，而在其某些表面上会产生电荷。当外力去掉后，它又会重新回到不带电 的状态，此现象称为“压电效应”。常用的压电材料有天然的压电晶体(如石英晶体)和压电陶瓷(如钛酸钡)两大类，它们的压电机理并不相同，压电陶瓷是人造 多晶体，压电常数比石英晶体高，但机械性能和稳定性不如石英晶体好。它们都具有较好特性，均是较理想的压电材料。 压电式压力传感器是利用压电材料的压电效应将被测压力转换为电信号的。由压电材料制成的压电元件受到压力作用时产生的电荷量与作用力之间呈线性关系： Q=kSp 式中 Q为电荷量；k为压电常数；S为作用面积；p为压力。通过测量电荷量可知被测压力大小。 图1为一种压电式压力传感器的结构示意图。压电元件夹于两个弹性膜片之间，压电元件的一个侧面与膜片接触并接地，另一侧面通过引线将电荷量引出。被测压力 均匀作用在膜片上，使压电元件受力而产生电荷。电荷量一般用电荷放大器或电压放大器放大，转换为电压或电流输出，输出信号与被测压力值相对应。 除在校准用的标准压力传感器或高精度压力传感器中采用石英晶体做压电元件外，一般压电式压力传感器的压电元件材料多为压电陶瓷，也有用高分子材料(如聚偏二氟乙稀)或复合材料的合成膜的。
DIT系列 高精度数字电流传感器 使用说明书 V1.5 成立于2017年的航智精密，坐落于最具创新精神的深圳。凭借强大的研发团队，秉承以技术创新为动力，以市场结果为导向的理念，航智精密立足高精度直流传感器领域，打破国外企业该领域市场垄断的现状，力争发展成为国际领先的直流系统领域精密电子的领军企业。 基于技术集成与创新，航智精密研发了业界第一款高精度数字电流传感器及高精度、低成本、全量程为主要特点的模拟电流传感器。该产品在降低行业成本、提高行业效率和增强用户体验体验上具备行业领先定位，并在创新创业赛事中屡获佳绩，赢得社会各界广泛关注和支持。 航天品质，匠心制造。让高精度直流传感器进入普及时代，这是航智精密人孜孜以求的梦想。作为一家有强烈责任感、使命感的企业，航智精密正在以服务型的品牌营销及定制化的产品理念发力市场，并成功通过资本融资助力运营质量，为建设一个不断创新的分享型企业而奋斗！
目录 1前言 (3) 1.1装箱内容确认 (3) 1.2附件 (3) 2概述 (5) 2.1产品概要 (5) 2.2核心技术 (5) 2.3性能特点 (5) 2.4应用领域 (5) 3产品选型及技术参数 (6) 3.1产品选型表 (6) 3.2技术参数(RG-量程值) (7) 4接口说明 (8) 4.1DB9接线端子定义（DB9公头） (8) 4.2凤凰端子定义 (8) 4.3运行指示灯 (8) 5尺寸说明 (9) 5.1DIT1、DIT5、DIT60、DIT200、DIT300、DIT400型号 (9) 5.2DIT600、DIT1000型号 (10) 附录1 通信协议 (11)
应用指引：在MC430F14板上是标配了DS18B20数字温度传感器器，同时希望用户通过以下DS18B20的讲解能够了解更多1线 MC430F14实物图如下: >>关于MC430F14开发板详情>> 在传统的模拟信号远距离温度测量系统中，需要很好的解决引线误差补偿问题、多点测量切换误差问题和放大电路零点漂移误差问题等技术问题，才能够达到较高的测量精度。另外一般监控现场的电磁环境都非常恶劣，各种干扰信号较强，模拟温度信号容易受到干扰而产生测量误差，影响测量精度。因此，在温度测量系统中，采用抗干扰能力强的新型数字温度传感器是解决这些问题的最有效方案，新型数字温度传感器DS18B20具有体积更小、精度更高、适用电压更宽、采用一线总线、可组网等优点，在实际应用中取得了良好的测温效果。 新的"一线器件"DS18B20体积更小、适用电压更宽、更经济。
美国Dallas半导体公司的数字化温度传感器DS1820是世界上第一片支持 "一线总线"接口的温度传感器，在其内部使用了在板（ON-B0ARD）专利技术。全部传感元件及转换电路集成在形如一只三极管的集成电路内。一线总线独特而且经济的特点，使用户可轻松地组建传感器网络，为测量系统的构建引入全新概念。现在，新一代的DS18B20体积更小、更经济、更灵活。使你可以充分发挥“一线总线”的优点。目前DS18B20批量采购价格仅10元左右。 DS18B20、DS1822 "一线总线"数字化温度传感器 同DS1820一样，DS18B20也支持"一线总线"接口，测量温度范围为-55°C～+125°C，在-10～+85°C范围内，精度为±0.5°C。DS1822的精度较差为±2°C。现场温度直接以"一线总线"的数字方式传输，大大提高了系统的抗干扰性。适合于恶劣环境的现场温度测量，如：环境控制、设备或过程控制、测温类消费电子产品等。与前一代产品不同，新的产品支持3V～5.5V的电压范围，使系统设计更灵活、方便。而且新一代产品更便宜，体积更小。 DS18B20、DS1822的特性 DS18B20可以程序设定9～12位的分辨率，精度为±0.5°C。可选更小的封装方式，更宽的电压适用范围。分辨率设定，及用户设定的报警温度存储在EEPROM中，掉电后依然保存。DS18B20的性能是新一代产品中最好的！性能价格比也非常出色！DS1822与DS18B20软件兼容，是DS18B20的简化版本。省略了存储用户定义报警温度、分辨率参数的EEPROM，精度降低为±2°C，适用于对性能要求不高，成本控制严格的应用，是经济型产品。继"一线总线"的早期产品后，DS1820开辟了温度传感器技术的新概念。DS18B20和DS1822使电压、特性及封装有更多的选择，让我们可以构建适合自己的经济的测温系统。 一、DS18B20的主要特性 （1）适应电压范围更宽，电压范围：3.0～5.5V，在寄生电源方式下可由数据线供电 （2）独特的单线接口方式，DS18B20在与微处理器连接时仅需要一条口线即可实现微处理器与DS18B20的双向通讯
各种温度传感器分类及其原理
各种温度传感器分类及其原理 温度传感器是检测温度的器件，其种类最多，应用最广，发展最快。众所周知，日常使用的材料及电子元件大部分特性都随温度而变化，在此我们暂时介绍最常用的热电阻和热电偶两类产品。 1.热电偶的工作原理 当有两种不同的导体和半导体A和B 组成一个回路，其两端相互连接时，只要两结点处的温度不同，一端温度为T，称为工作端或热端，另一端温度为TO,称为自由端(也称参考端或冷端，则回路中就有电流产生，如图2-1(a所示，即回路中存在的电动势称为热电动势。这种由于温度不同而产生电动势的现象称为塞贝克效应。 与塞贝克有关的效应有两个：其一，当有电流流过两个不同导体的连接处时，此处便吸收或放出热量(取决于电流的方向， 称为珀尔帖效应；其二，当有电流流过存在温度梯度的导体时，导体吸收或放出热量(取决 于电流相对于温度梯度的方向，称为汤姆逊效应。两种不同导体或半导体的组合称为热电偶。热电偶的热电势EAB(T，T0 是由接触电势和温差电势合成的。接触电势是指两种不同 的导体或半导体在接触处产生的电势，此电势与两种导体或半导体的性质及在接触点的温度有关。 温差电势是指同一导体或半导体在温度不同的两端产生的电势， 此电势只与导体或半导体的性质和两端的温度有关，而与导体的长度、截面大小、沿其长度方向的温度分布无关。 无论接触电势或温差电势都是由于集中于接触处端点的电子数不同而产生的电势：热电偶测量的热电势是二者的合成。当回路断开时，在断开处a，b 之间便有一电动势差△ V，其极性和大小与回路中的热电势一致，如图 2-1(b所示。并规定在冷端，当电流由A流向B时，称A为正极，B 为负极。实验表明，当△ V很小时，△ V与厶T成正比关系。定义△ V对厶T 的微分热电势为热电势率，又称塞贝克系数。
数字电位器芯片X9511的应用扩展 引言 数字电位器在我国还是近几年出现的新型器件，该器件一出现，就以其调节准确方便，使用寿命长，受物理环境影响小，性能稳定等特点，而被广大电子工程技术人员所接受。但数字电位器本身能够承受的电流和电压有限，因而需要扩展，同时在实际应用中，数字电位器的阻值范围及分辨率也需要扩展，本文介绍的扩展方案适用于各种信号的数字电位器。 数字电位器简介 数字电位器是可用数字信号控制电位器滑动端位置的新型器件，一般分按钮控制和串行信号控制两种，X9511就是X I C O R公司生产的理想按键式数字电位器，它内含31个串联电阻阵列和32个轴头。轴头位置由两个按键控制，并且可以被存储在一个E2P R O M存储器中，以供下一次通电时重新调用，并自动恢复轴头位置，X9511有1kΩ和10kΩ的X9511Z和X9511W两种规格。 X9511内部由计数器、存储器、译码器、模拟开关和电阻阵列等电路组成，其中计数器是5位可逆计数器，可用于对控制信号P U（或P D）进行加（或减）计数，计数器的计数值可以在A S E的控制下存储非易失性存储器中。计数器的数值经过32选1译码器译码后可用于控制模拟开关，32个模拟开关相当于电位器的32个轴头，电阻阵列由采
用集成电路工艺制作的31个串联一起的电阻构成，电阻两端分别连接模拟开关的一端，而模拟开关的另一端连接在一起构成数字电位器的滑动端（V W），译码器的输出端可控制模拟开关的通断，从而实现滑动轴头位置的变化。 X9511的计数器电路具有以下特点： ◆ 输入端具有内部上拉电阻和消除开关抖动的抗扰电路，当输入脉冲宽度小于40m s时，计数器将其视为干扰信号而不进行计数； ◆ P U和P D引脚可直接连接一个按钮开关到地，当按钮按下时，在P U或P D端产生一个负脉冲，使计数器进行加1（按P U键）或减1（按P D键）计数； ◆ 能将计数值存储在非易失性存储器E2P R O M中长期保存； ◆ 能在上电时自动将E2P R O M中的数据恢复到计数器中； ◆ 当计数器计数到最大值“31”时，P U按键失效，而计数到最小值“0”时，P D按键失效，从而避免循环计数，保证电位器调到最大位置时不会跳到零位，或从零位跳到最大位置。 ◆ 具有慢速和快速计数选择，当输入负脉冲宽度小于250m s时为慢速计数方式，此时按一下按键计数器将执行加1（或减1）操作，当脉冲宽度大于250m s时，计数器为快速（连续）计数方式，此时1秒钟以内，电路将以250m s的速率连续计数，若按键按下的时间大于1
02zn 02{N y Hn 0vuo ==+:[0<05}9@ d Y w d M _2p ==+://omprrrqq <052|E vuo ==+:E B 2vuo y omprrrqq <05ypopmrqsvq <05p ./B c y Q p I A p _r Q p |D W +==+q /2Q E Q p L L y 766?p p <05p p ==+:p ==+q /p ?A;p ;>+: 05<05-05==+:?A;65@pooomooo xwouxmpo prrmrqqo xmwouut uwxsmxrx ==+q /, s p 05;>+:pooooomo rrwumrww p xwmouxpo omprrrqq omooxwo umwxsxr poomoooo rmrwurww omoopooo omoxwoux omoooprr omoouwx ompooooo omoorrwu omopopxv p omooprtx omooooxx omovorov pmopxuwx omorstro vmtooupu vrtmtvwv p omovrttvw tpmvpuro vtomouq qtmsoooo popmxuwx poooomqo prmtxts p vormov popxumwx rstmrqso ompstorw psmqqrrs omopxrru omoopsq p psmtorrx omsxppsp omopoooo omxwouxp omooprrr omooooxw omouwxsv p omorrwur omqxtr qwmxtxvx omorxrvo omooqwxt qmoruovs qxmtqxxw p D ]T =1x `n q o \K D ]v =|b ,~}Q p .,~}]=@xmt ==/D ]N K ,@pnpooo D n q |b Q p J o Dm =V n q 2Uy n q @ <05k <:9n 7=k 65@k ?A;k ==+:k ==+q /k ;>+:G n q @<05k <:9n 7=k 65@k ?A;D C U u k :o @S *:o 2_8{8=f 7:o 2:p 8u k :o 2C I u k :o p f D K u k`8Q F 7 .b f 7U *j @@qmtk tk pook too =A /D :>u u k .plt 4}|/ D s3}<+3+235G J <+3+D z 25F g = D
基于51单片机及DS18B20温度传感器的数字温度计设计
摘要 本设计采用的主控芯片是ATMEL公司的AT89S52单片机，数字温度传感器是DALLAS 公司的DS18B20。本设计用数字传感器DS18B20测量温度，测量精度高，传感器体积小，使用方便。所以本次设计的数字温度计在工业、农业、日常生活中都有广泛的应用。 单片机技术已经广泛应用社会生活的各个领域，已经成为一种非常实用的技术。51单片机是最常用的一种单片机，而且在高校中都以51单片机教材为蓝本，这使得51单片机成为初学单片机技术人员的首选。本次设计采用的AT89S52是一种flash型单片机，可以直接在线编程，向单片机中写程序变得更加容易。本次设计的数字温度计采用的是DS18B20数字温度传感器，DS18B20是一种可组网的高精度数字式温度传感器，由于其具有单总线的独特优点，可以使用户轻松地组建起传感器网络，并可使多点温度测量电路变得简单、可靠。 本设计根据设计要求，首先设计了硬件电路，然后绘制软件流程图及编写程序。本设计属于一种多功能温度计，温度测量范围是-55℃到125℃。温度值的分辨率可以被用户设定为9-12位，可以设置上下限报警温度，当温度不在设定的范围内时，就会启动报警程序报警。本设计的显示模块是用四位一体的数码管动态扫描显示实现的。在显示实时测量温度的模式下还可以通过查询按键查看设定的上下限报警温度。 关键词：单片机、数字温度计、DS18B20、AT89S52
目录 1 概述 ................................................................................................................................................................. - 1 - 1.1系统概述 ................................................................................................................................................. - 1 - 2 系统总体方案及硬件设计 ............................................................................................................................... - 2 - 2.1 系统总体方案 ........................................................................................................................................ - 2 - 2.1.1系统总体设计框图 ...................................................................................................................... - 2 - 2.1.2各模块简介 .................................................................................................................................. - 2 - 2.2 系统硬件设计 ........................................................................................................................................ - 5 - 2.2.1 单片机电路设计 ......................................................................................................................... - 5 - 2.2.2 DS18B20温度传感器电路设计.................................................................................................. - 6 - 2.2.3 显示电路设计 ............................................................................................................................. - 6 - 2.2.4 按键电路设计 ............................................................................................................................. - 7 - 2.2.5 报警电路设计 ............................................................................................................................. - 8 - 3 软件设计 ........................................................................................................................................................... - 9 - 3.1 DS18B20程序设计................................................................................................................................. - 9 - 3.1.1 DS18B20传感器操作流程.......................................................................................................... - 9 - 3.1.2 DS18B20传感器的指令表.......................................................................................................... - 9 - 3.1.3 DS18B20传感器的初始化时序................................................................................................ - 10 - 3.1.4 DS18B20传感器的读写时序.................................................................................................... - 10 - 3.1.5 DS18B20获取温度程序流程图................................................................................................ - 11 - 3.2 显示程序设计 ...................................................................................................................................... - 13 - 3.3 按键程序设计 ...................................................................................................................................... - 13 -4实物制作及调试 .............................................................................................................................................. - 14 -5电子综合设计体会 .......................................................................................................................................... - 15 -参考文献 ............................................................................................................................................................. - 16 -附1 源程序代码 .............................................................................................................................................. - 17 -附2 系统原理图 .............................................................................................................................................. - 32 -
简谈温度传感器及研究进展 摘要：温度传感器是使用范围最广，数量最多的传感器，在日常生活，工业生产等领域都扮演着十分重要的角色。从17世纪温度传感器首次应用以来，依次诞生了接触式温度传感器，非接触式温度传感器，集成温度传感器。近年来在智能温度传感器在半导体技术，材料技术等新技术的支持下，温度传感器发展迅速。由于智能温度传感器的软件和硬件的合理配合既可以大大增强传感器的功能、提高传感器的精度，又可以使温度传感器的结构更为简单和紧凑，使用更加方便，因此智能温度传感器是当今的一个研究热点。微处理器的引入，使得温度信号的采集，记忆，存储，综合，处理与控制一体化，使温度传感器向智能化方向发展。关键词：温度传感器；智能温度传感器；接触式温度传感器 中图分类号：TP212.1 文献标识码：A Abstract:temperature transducer is used most widely, the largest number of sensors, in daily life, such as industrial production field plays a very important role.Since the 17th century temperature sensor for the first time application, was born in turn contact temperature sensor, non-contact temperature sensor, integrated temperature sensor.Intelligent temperature sensor in recent years in semiconductor technology, materials technology, under the support of new technologies such as the temperature sensor is developing rapidly.Due to the software and hardware of the intelligent temperature sensor reasonable matching can greatly enhance the function of the sensor, improve the precision of the sensor, and can make the temperature sensor has simple and compact structure, use more convenient, thus intelligent temperature sensor is a hot spot nowadays.The introduction of the microprocessor, which makes the temperature signal collection, memory, storage, comprehensive, processing and control integration, make the temperature sensor to the intelligent direction. Key words：temperature transducer; Smart temperature sensor; Contact temperature sensors 前言：温度作为国际单位制的七个基本量之一，测量温度的传感器的各种各样，温度传感器是温度测量仪表的核心部分，十分重要。据统计，温度传感器是使用范围最广，数量最多的传感器。简而言之，温度传感器（temperature transducer）就是是指能感受温度并转换成可用输出信号的传感器。在半导体技术的支持下，本世纪相继开发了半导体热电偶传感器、PN结温度传感器和集成温度传感器。在材料技术的支持下，陶瓷，有机，纳米等新材料用于温度传感器中可以使温度的测量和控制更加科学和精确。由于智能温度传感器的软件和硬件的合理配合既可以大大增强传感器的功能、提高传感器的精度，又可以使温度传感器的结构更为简单和紧凑，使用更加方便，因此智能温度传感器是当今的一个研究热点。微处理器的引入，使得温度信号的采集，记忆，存储，综合，处理与控制一体化，使温度传感器向智能化方向发展。
/********* STC12C5A60S2平台AD5160数字电位器程序时钟：外部12M晶振 电位器串联外部电阻连接为可变电阻模式，若不串外部电阻直接接参考电压源即工作为数字电位计模式 *NOTE:作为可变电阻模式与外部电阻串联时存在一定程度容差，若所串电阻大于AD5160本身满量程电阻（型号有5K\10K\50K\100K）10倍以上则此容差才可忽略*****/ /*AD5160.H*/ #ifndef _AD5160_H_ #define _AD5160_H_ #include
２０１８年 第２期仪表技术与传感器 Ｉnsｔｒumenｔ Tecｈnｉque ａnd Sensoｒ２０１８ Ｎo．２ 收稿日期：２０１７－０２－２４卫星用高精度压力传感器研究 付新菊，关威 （北京控制工程研究所，北京100094) 摘要：针对卫星用压阻式压力传感器存在温度漂移误差的问题，提出在传感器内部压力芯片处嵌入高精度温度传感器，使传感器具备压力二温度一体化测量和标定的功能三通过曲面拟合，采用最小二乘法完成对压力传感器的标定补偿工作，将压力传感器的测量精度提高到０．０４１８％三 关键词：曲面拟合；误差补偿；高精度 中图分类号：Ｖ４４１ 文献标识码：Ａ 文章编号：１００２－１８４１（２０１８)０２－０１５１－０３ Research on High Precision Pressure Sensor Used in Satellite FUＸｉn-ｊu，GUＡＮWeｉ （Beijing Institute of Control Engineering，Beijing100094，China) Abstract：Ｉn oｒdeｒｔo soｌveｔemｐeｒａｔuｒe dｒｉｆｔeｒｒoｒoｆｔｈeｐｉezoｒesｉsｔｉveｐｒessuｒe sensoｒused on sａｔeｌｌｉｔeａｐｐｌｉcａｔｉon，ｈｉgｈ-ｐｒe-cｉsｉonｔemｐeｒａｔuｒe sensoｒembeddedａｔｔｈeｐｒessuｒe cｈｉｐｗａsｐｒoｐosed，soｔｈａｔｔｈeｐｉezoｒesｉsｔｉveｐｒessuｒe sensoｒｈａsｔｈeａbｉｌｉｔy oｆｐｒessuｒe/ｔemｐeｒａｔuｒeｉnｔegｒａｔe meａsuｒemenｔａnd cａｌｉbｒａｔｉon．Tｈe cuｒve suｒｆａceｆｉｔｔｉng meｔｈod by usｉngｔｈeｌeａsｔ-squａｒe meｔｈod ｗａs usedｔo comｐｌeｔe cａｌｉbｒａｔｉon comｐensａｔedｗoｒk oｆｔｈeｐｒessuｒe sensoｒ，ｗｈｉcｈｉncｒeａsedｔｈeｐｒessuｒe sensoｒmeａsuｒemenｔａc-cuｒａcyｔo０．０４１８％． Keywords：cuｒve suｒｆａceｆｉｔｔｉng；eｒｒoｒcomｐensａｔｉon；ｈｉgｈｐｒecｉsｉon 0 引言 卫星用压力传感器的作用是向卫星遥测系统提供推进剂贮箱及气瓶的压力值，用于剩余推进剂量计算二预测卫星在轨寿命二监视系统状态以及协助系统进行故障判断与定位等三随着空间飞行器推进系统故障诊断和状态监测系统技术水平的提高，对压力传感器的精度要求越来越高，尤其是在卫星寿命期内，精确地估算推进剂剩余量至关重要，迫切需要研制高精度压力传感器三 硅压阻式压力传感器具有较好的介质相容性和长期稳定性，灵敏度高二动态响应快二测量精度较高，在空间飞行器上应用广泛三其芯片是半导体产品，输出易受压力和温度的交叉敏感影响，严重影响传感器的线性度，因此要研制高精度压力传感器，必须对传感器的输出特性进行补偿校正［１］三 本文在分析比较各种误差校正技术的基础上，选取曲面拟合方法，通过在传感器内部嵌入高精度温度传感器，使传感器具备压力二温度一体化测量和标定的功能，利用最小二乘法完成对压力传感器的标定补偿工作，将压力传感器精度提高到０．０４１８％三1 误差校正技术 压力传感器的误差校正技术有传统的误差校正 技术和数字补偿技术两种三传统方法是采用模拟方 式对传感器输出信号进行校准和补偿三难度比较大， 补偿精度不高，且受限于补偿元件的非线性误差，补 偿元件受温度漂移的影响，无法进行逐点补偿，因此 精度不高二线路复杂［２］三现代信号调理技术是采用数字式调整模拟系统，较常用的有分立补偿算法和数据 融合技术三分立补偿算法特点是试验及标定比较简 单，但对精度指标的贡献有限［３］三 数据融合是一项多数据综合处理技术，最大优势 在于能充分综合有用数据，提高目标参数测量的准确 性［４］三数据融合技术主要有曲面拟合法二二元插值法二神经网络算法三二元插值法的优点是速度快，精度高，缺点是需要预先在ＥPROＭ中输入对照数据表，不但工作量大，而且易出错三神经网络法拟合出的数据精度很高，是目前研究的热点之一，但神经网络算法需要数据量大，编程复杂，一般的微控制器难以胜任，且具有网络不太稳定，训练周期长等缺点三曲面拟合法拟合出的数据精度较高，是目前较成熟的补偿方法三如美国Ｋuｌｉｔe公司采用曲面拟合方法补偿的压阻式压力传感器的零点温度漂移和灵敏度 万方数据
型号ADT7410ADT7411输出类型:Digital Digital 精度：±0.5°C（?40°C 至+105°C,2.7 V 至3.6 V）Typ=±0.5 Max =±3 °C from 0°C to 85°C. Typ=±2 Max=±5 °C from ?40°C to +120°C (@VDD=3.3V±10%) 数字输出 - 总线接口:2-Wire, I2C, SMBus3-Wire, Microwire, SPI 电源电压-最大: 5.5 V 5.5 V 电源电压-最小: 2.7 V 2.7 V 最大工作温度:+ 150 C+ 120 C 最小工作温度:- 55 C- 40 C 安装风格:SMD/SMT SMD/SMT 封装 :SOIC-8QSOP-16 设备功能:Temperature Sensor Temperature Sensor 商标:ADI ADI 数字输出 - 位数:16 bit10 bit 电源电流:230 uA 3 mA 温度分辨率：0.0078°C0.25°C 温漂： 温度迟滞：0.02°C（温度循环= 25°C至125°C 并返回至25°C） 可重复性：0.01°C（25°C）
型号AD592ADT6501 输出类型:Analog Digital 精度：0.5°C MAX @ 25°C Typ=±0.5 Max= ±6 °C from ?45°C to ?25° C Typ=±0.5 Max=±4 °C from ?15°C to +15° Typ=±0.5 Max=±4 °C from +35°C to +65 °C 数字输出 - 总线接口:2-Wire, I2C, SMBus- 电源电压-最大:30 V 5.5 V 电源电压-最小: 4 V 2.7 V 最大工作温度:+ 105 C+ 125 C 最小工作温度:- 25 C- 55 C 安装风格:Through Hole SMD/SMT 封装 :TO-92-3SOT-23-5 设备功能:Temperature Transducer Temperature Switch 商标:ADI ADI 数字输出 - 位数:11 bit 电源电流:50 uA 温度分辨率： 温漂：0.08°C (Drift over 10 years, if part is operated at 55°C) 温度迟滞：可重复性：