大量程高精度智能数字压力表的设计与实现

发布时间：2017-10-31 20:32

  本文关键词：大量程高精度智能数字压力表的设计与实现

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【摘要】：本论文主要论述的是一种大量程高精度智能数字压力表,该数字压力表可以用于工业生产中测量液体和气体的压力。工业中在测量压力范围跨度较大时,压力传感器的线性度会变差,在整个量程内无法保证压力测量精度。采用多点校准技术,对压力传感器特性曲线进行非线性校准可以提高压力测量精度同时保证了测量压力范围较大时的测量精度不会降低。本文设计的大量程高精度智能数字压力表测量压力的范围是:0MPA-60MPA。其中在0MPA-1MPA量程内精度可以达到0.2%,在1MPA-60MPA量程内精度可以达到0.5%,采用多点校准技术对传感器输入输出曲线进行拟合。整个智能数字压力表由压力采集部分,信号调理部分,按键输入模块,液晶显示模块,微处理器STM8L152C6这几个部分构成。其中压力信号采集部分采用陶瓷压力传感器。采用陶瓷压力传感器测量具有精度高,信号输出稳定性也好,同时具有抗腐蚀性等一系列优良性能。信号调理电路采用MCP6002芯片作为放大器,能有效的放大传感器输出的微弱差分信号。微处理器采用超低功耗芯片STM8L152C6,具有48引脚,自带LCD驱动功能,12位AD采样模块等丰富的内部资源,简化了外围电路的设计,同时降低了成本。本课题研发的智能数字压力表可以实现的功能如下:可以实现对压力的实时采集和显示功能。同时预留了串口,通过串口转WIFI模块,以WIFI信号的形式将压力数据上传到PC机中,计算机中的软件获取来自智能数字压力表发送的压力数据显示并保存在SQL数据库中。可以根据设置的时间段显示历史记录的压力值。
【关键词】：大量程 高精度 压力采集 STM8L单片机
【学位授予单位】：杭州电子科技大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TH812
【目录】：

• 摘要5-6
• ABSTRACT6-9
• 第1章 绪论9-13
• 1.1 引言9
• 1.2 课题研究背景和意义9-10
• 1.3 智能数字压力表的发展现状10-11
• 1.4 论文研究内容和结构安排11-12
• 1.5 本章小结12-13
• 第2章 大量程高精度智能数字压力表的整体设计13-23
• 2.1 设计方案分析和器件的选择13-20
• 2.1.1 压力传感器的静态特性14-15
• 2.1.2 压力传感器的选择15-18
• 2.1.3 惠斯通电桥工作原理18-19
• 2.1.4 放大器的选择19
• 2.1.5 单片机的选择19-20
• 2.2 多点校准技术20-22
• 2.3 本章小结22-23
• 第3章 系统硬件设计23-31
• 3.1 硬件总体设计23
• 3.2 信号调理电路23-24
• 3.3 按键模块24-25
• 3.4 LCD模块25-27
• 3.5 电源管理27
• 3.6 串口通信电路27-28
• 3.7 串口转WIFI模块28-30
• 3.8 本章小结30-31
• 第4章 系统软件设计31-54
• 4.1 软件开发工具介绍31-32
• 4.1.1 IAR软件介绍31
• 4.1.2 VS2010软件介绍31-32
• 4.2 软件模块设计32-47
• 4.2.1 初始化子程序33-36
• 4.2.2 EEPROM读写程序36-37
• 4.2.3 软件滤波37-39
• 4.2.4 压力传感器特性曲线校准39-40
• 4.2.5 按键处理模块40-41
• 4.2.6 温度采集模块41-42
• 4.2.7 液晶显示模块42-44
• 4.2.8 中断44-47
• 4.2.9 看门狗47
• 4.3 上位机软件47-53
• 4.3.1 串口通信函数简介48-49
• 4.3.2 关键代码分析49-52
• 4.3.3 主界面设计52-53
• 4.4 本章小结53-54
• 第5章 实验数据与结果54-60
• 5.1 压力的检定54-57
• 5.2 上位机通信57-58
• 5.3 误差分析58-59
• 5.4 本章小结59-60
• 第6章 总结与展望60-61
• 6.1 总结60
• 6.2 展望60-61
• 致谢61-62
• 参考文献62-64

【参考文献】

中国期刊全文数据库 前2条

1 崔秀艳,范启龙;数字式DF01型压力计的设计[J];质量天地;2003年02期

2 王志敏;压力传感器的温度补偿[J];自动化与仪表;2002年03期

中国硕士学位论文全文数据库 前1条

1 朱艳萍;基于HART协议智能压力变送器的研究和开发[D];南京理工大学;2005年

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本文编号：1123650