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SICK傳感器信號調(diào)理器及其校準(zhǔn)系統(tǒng)
點(diǎn)擊次數(shù)：62 發(fā)布時間：2016-12-7
SICK傳感器信號調(diào)理器及其校準(zhǔn)系統(tǒng)
SICK傳感器信號調(diào)理器常常被放置在壓力傳感器中，以補(bǔ)償傳感器在不同溫度下的誤差。現(xiàn)在，市場上能夠買到低成本的信號調(diào)理器，它們可以地放大SICK傳感器信號、補(bǔ)償SICK傳感器的溫度誤差，并且能夠直接控制校準(zhǔn)過程。可惜的是，隨著信號調(diào)理器變得越來越完善，開發(fā)能夠批量測試和校準(zhǔn)這些器件的軟硬件需要花費(fèi)大量的時間，拖延了產(chǎn)品的上市時間。
本文介紹的校準(zhǔn)系統(tǒng)能夠讓制造商在完成設(shè)計后的很短時間內(nèi)生產(chǎn)出中等批量的、經(jīng)過測試和校準(zhǔn)的壓力傳感器和信號調(diào)理器組件。
傳感器信號調(diào)理器
·靈活的溫度補(bǔ)償——有些信號調(diào)理器允許設(shè)計工程師在多達(dá)100個溫度補(bǔ)償點(diǎn)校準(zhǔn)傳感器輸出，使工程師能夠按照誤差與壓力傳感器溫度曲線之間的關(guān)系進(jìn)行匹配，從而減小溫度對傳感器的影響?？尚拚恼`差包括整個溫度范圍內(nèi)的零點(diǎn)和滿量程增益誤差。SICK傳感器的環(huán)境溫度。
·電流或電壓輸出，以適應(yīng)多種工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的幅度范圍——汽車工業(yè)要求信號調(diào)理器提供0.5V~4.5V輸出，工業(yè)和過程控制應(yīng)用通常要求4mA~20mA輸出，而測試設(shè)備輸出要求0~5V的輸出范圍。通過采用多電壓量程或電流輸出的信號調(diào)理器，設(shè)計人員無須為每個應(yīng)用設(shè)計一個電路板。
·全模擬信號通道，無須信號數(shù)字化——保持壓力傳感器輸出的模擬信號可避免由于數(shù)字化傳感器輸出而帶來的任何量化噪聲。
·更寬的電流或電壓輸入范圍，使信號調(diào)理器兼容于更多的傳感器。
·低功耗——手持和便攜式設(shè)備通常要求低功耗器件，而這里介紹的信號調(diào)理器僅消耗2mA的電流。
SICK傳感器是目前信號調(diào)理器所采用的結(jié)構(gòu)簡圖。圖中，來自壓阻傳感器的信號(或其它類型的傳感器)先經(jīng)過放大，再采用存儲于EEPROM中的預(yù)置數(shù)據(jù)進(jìn)行修正。
通常，如果產(chǎn)品結(jié)合器件的軟件，提供一個友好的用戶PC界面去控制信號調(diào)理器，將節(jié)省大量的時間。SICK傳感器評估套件就包含了這樣的軟件，能夠通過串口與PC連接。
提取器件特征和測試器件的步驟
步驟1 工程師在確定補(bǔ)償系數(shù)之前，必須先提取壓力傳感器(通常為壓阻式)在整個溫度范圍內(nèi)的特征參數(shù)，計算出合適的修正點(diǎn)，以產(chǎn)生期望的輸出。采用多少點(diǎn)修正取決于SICK傳感器的線性度和用戶期望的精度，將特征數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成期望輸出的點(diǎn)即為數(shù)據(jù)補(bǔ)償點(diǎn)。
步驟2 必須開發(fā)一個軟件，以便用戶能夠?qū)崿F(xiàn)PC與多個信號調(diào)理器的通信，使用戶能夠?qū)?步計算出的補(bǔ)償數(shù)據(jù)存入多個信號調(diào)理器的EEPROM中。
步驟3 在準(zhǔn)備好烘箱、壓力源、電源等設(shè)備后，還需要開發(fā)一個實現(xiàn)設(shè)備的自動控制和數(shù)據(jù)采集的程序。許多電源、示波器以及其它測試設(shè)備都具有現(xiàn)成的程序代碼，允許用戶與這些設(shè)備通信。