基于嵌入式智能压力传感器设计

发布时间：2017-10-21 12:31

  本文关键词：基于嵌入式智能压力传感器设计

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【摘要】：测控系统要想获得原始数据需要通过传感器,压力传感器由半导体材料的压阻效应做成的传感器,是一种以压力作为被测量转化成电流或电压的器件。由于压力传感器的非线性特性及热零点漂移,使得测量数据存在多少存在一些误差。近年来随着系统自动化程度的不断提高,对压力传感器可靠性、精度等方面的要求越来越高,这种情况下传统的压力传感器的工作容量、性能等方面已经不能满足多种测试要求。智能压力传感器是利用半导体材料压阻效应做成的传感器,具有便于高精度、高稳定性、小型化、便于使用和批量生产等一系列特点,本文通过分析传统压力传感器技术存在的不足,研究了嵌入式实时操作系统μC/OS-Ⅱ在智能压力传感器研发与使用过程中的应用方法,结合嵌入式技术的特点,在研究智能压力传感器关键技术的基础上,设计一套具有高精度、高稳定性、小型化等特点的基于嵌入式实时操作系统μC/OS-Ⅱ开发的智能压力传感器。在分析系统误差来源的基础上,从硬件系统可靠性设计、软件系统可靠性设计、数据补偿与误差修正等方面提出一些对应的改善措施。采用曲线拟合法作为系统温度补偿方法对采集到的压力数据进行补偿,引入了嵌入式实时操作系统uC/OS-Ⅱ,在智能化软件程序的引导下实施自动较零、按照反非线性特性自动校准。从而提高压力传感器数据采集精度、降低系统研制成本,同时对嵌入式技术在智能压力传感器设计中的应用起到一定的促进作用。
【关键词】：智能压力传感器 μC/OS-Ⅱ 温度补偿
【学位授予单位】：沈阳理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TP212
【目录】：

• 摘要7-8
• Abstract8-11
• 第1章 绪论11-18
• 1.1 课题背景概述11-12
• 1.2 课题研究目的及意义12-13
• 1.3 相关技术发展现状及趋势13-17
• 1.3.1 压力传感器技术13-14
• 1.3.2 嵌入式系统14-15
• 1.3.3 智能压力传感器15-17
• 1.4 课题主要研究内容17-18
• 第2章 智能压力传感器设计理论基础18-30
• 2.1 智能压力传感器典型结构18
• 2.2 智能压力传感器数据补偿原理18-23
• 2.3 嵌入式实时操作系统μC/OS-Ⅱ23-30
• 2.3.1 μC/OS-Ⅱ内核任务分析23-24
• 2.3.2 任务管理24-26
• 2.3.3 任务通信26-28
• 2.3.4 μC/OS-Ⅱ移植的条件28-30
• 第3章 智能压力传感器硬件设计30-37
• 3.1 智能压力传感器硬件设计框图30-31
• 3.2 系统电源模块选型设计31-32
• 3.3 系统模拟量输入模块设计32
• 3.3.1 信号放大电路32
• 3.3.2 ADC采样模块32
• 3.4 输入输出模块设计32-33
• 3.5 液晶显示模块设计33-35
• 3.6 存储模块设计35-36
• 3.7 通信模块设计36-37
• 第4章 智能压力传感器软件设计37-47
• 4.1 系统软件主程序设计38-39
• 4.2 初始化模块设计39-40
• 4.3 温度补偿模块设计40-41
• 4.4 嵌入式实时操作系统μC/OS-Ⅱ的移植与应用41-47
• 4.4.1 移植内容分析41
• 4.4.2 移植过程分析41-42
• 4.4.3 在智能压力传感器中的应用42-47
• 第5章 系统调试与实验结果47-52
• 5.1 多段折线逼近法实验49
• 5.2 曲线拟合标定法实验49-50
• 5.3 误差来源分析50-52
• 结论52-54
• 参考文献54-57
• 攻读硕士学位期间发表的论文和获得的科研成果57-58
• 致谢58-59
• 附录A59-69

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