基于MSP430F448的PILZ智能壓力變送器 
硅壓阻式傳感器是一種采用MEMS技術(shù)在硅片上集成的壓力傳感器,廣泛應(yīng)用于各種壓力測(cè)試設(shè)備,諸如汽車(chē)胎壓、形變壓力和各種瞬態(tài)壓力的測(cè)量。但在硅壓阻式傳感器的實(shí)際應(yīng)用中存在溫度漂移、一致性和非線(xiàn)性等問(wèn)題。

基于MSP430F448的PILZ智能壓力變送器                        為了讓硅壓阻式傳感器的測(cè)量精度達(dá)到實(shí)際要求,一般情況下都要對(duì)該傳感器信號(hào)的輸出進(jìn)行溫度漂移、一致性和非線(xiàn)性的修正,因而對(duì)于硅壓阻式傳感器的輸出端增加校準(zhǔn)電路是非常必要的。這些校準(zhǔn)電路,再加上傳感器的電源驅(qū)動(dòng)和傳送接口構(gòu)成變送器。在充分研究硅壓阻式傳感器非線(xiàn)性特性和現(xiàn)有補(bǔ)償方法的基礎(chǔ)上,設(shè)計(jì)開(kāi)發(fā)了以?xún)x用微處理器MSP430F448為核心,采用人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行非線(xiàn)性補(bǔ)償?shù)膲毫χ悄茏兯推?。文中闡述了變送器整體設(shè)計(jì)方案、傳感器信號(hào)預(yù)處理、智能修正算法和系統(tǒng)硬/軟件設(shè)計(jì)。以MSP430F448為核心;采用微處理器內(nèi)部集成ADC和DS18b20作為壓力和溫度采集電路;利用MSP430F448強(qiáng)大的接口功能將補(bǔ)償結(jié)果通過(guò)SPI和UART串行接口輸出,并通過(guò)液晶顯示;設(shè)計(jì)中利用MSP430F448多時(shí)鐘管理功能,設(shè)置了變送器的低功耗模式;硅壓阻式傳感器的驅(qū)動(dòng)電路和ADC采用2.5V參考電源,有效減小了電源干擾對(duì)數(shù)據(jù)采集的影響。壓力智能變送器以函數(shù)連接型網(wǎng)絡(luò)和LM算法作為非線(xiàn)性補(bǔ)償?shù)暮诵乃惴?并且引入學(xué)習(xí)率調(diào)整因子,提高了LM算法的訓(xùn)練速度和逼近精度;算法程序設(shè)計(jì)中采用列-行矩陣乘法運(yùn)算,節(jié)省了網(wǎng)絡(luò)訓(xùn)練樣本數(shù)據(jù)和Jacobian矩陣的存儲(chǔ)空間,增強(qiáng)了系統(tǒng)的在線(xiàn)學(xué)習(xí)能力;通過(guò)編寫(xiě)單總線(xiàn)通信協(xié)議,實(shí)現(xiàn)了MSP430F448與DS18b20的單總線(xiàn)通信;系統(tǒng)通過(guò)串口與PC機(jī)連接,可以檢測(cè)神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的訓(xùn)練結(jié)果。壓力智能變送器經(jīng)過(guò)軟/硬件測(cè)試,系統(tǒng)運(yùn)行穩(wěn)定,通過(guò)對(duì)變送器補(bǔ)償前后大氣壓力測(cè)量數(shù)據(jù)的比較,相對(duì)誤差由1.4%降低至0.30%,系統(tǒng)的非線(xiàn)性補(bǔ)償作用明顯,達(dá)到了系統(tǒng)設(shè)計(jì)的目標(biāo)。