無(wú)線(xiàn)水位檢測系統與壓力傳感器補償方法的研究

　　2.4 無(wú)線(xiàn)通信模塊

　　主機采用FC222-CH與從機通信。FC222-CH是深圳友訊達公司利用先進(jìn)的單片機技術(shù)、無(wú)線(xiàn)射頻技術(shù)、數字處理技術(shù)和語(yǔ)音處理技術(shù)設計的雙向數據傳輸及低功耗模塊化電臺。它具有頻點(diǎn)可調、帶寬可調、功率可調、多信道、高編碼效率、接收靈敏度高等優(yōu)點(diǎn)，并提供了RS-232、RS-485和TTL 3種數據接口。該系統采用此設備可以滿(mǎn)足泵房供水遠程控制的需要。在該系統中FC222-CH選擇RS-232數據接口。

　　2.5 鍵盤(pán)模塊和顯示模塊

　　通過(guò)鍵盤(pán)模塊設置實(shí)際大氣壓和水的密度、存取數據時(shí)間間隔等系統工作參數，并將這些工作參數存儲于A(yíng)tmega16的EEPROM中，下次使用時(shí)，無(wú)需用戶(hù)再次輸入這些參數，從而使深水水位檢測系統具有記憶功能。采用PC機進(jìn)行水位實(shí)時(shí)顯示，正常運行時(shí)顯示水位、溫度、電源供電情況、串口使用以及波特率的設置情況。發(fā)生故障時(shí)以模塊化進(jìn)行顯示，如AD模塊是否工作、電源模塊是否供電、通訊模塊是否正常等，以便于在出錯的情況下進(jìn)行維修，并且在串口線(xiàn)接觸不良時(shí)采用聲光報警，以提醒人們進(jìn)行連接。

　　3 水位檢測系統的軟件設計

　　3.1 系統的主程序設計

　　水位檢測系統的軟件設計采用模塊化的設計思想，用C語(yǔ)言編程實(shí)現。軟件的各個(gè)功能模塊之間通過(guò)入口和出口參數相互聯(lián)系，可以縮短開(kāi)發(fā)周期。圖3為主程序結構圖。

　　3.2 數傳電臺的參數設置

　　數傳電臺的參數設置包括地址碼、版本號、功率等級、信道選擇、空中波特率、串口波特率、數據位、校驗方式、頻率逆變模式、帶寬等參數的設置。2個(gè)電臺的參數設置如圖4(a)、圖4(b)所示。

　　3.3 利用拉格朗日插值法進(jìn)行數據處理

　　壓阻式傳感器的測量精確度很大程度上受非線(xiàn)性和環(huán)境溫度的影響,如何對傳感器所產(chǎn)生的誤差進(jìn)行補償就成為設計中的關(guān)鍵環(huán)節。在硬件上，一般補償方法都是修正橋路電阻的差異性以及橋臂電阻的漏電流、裝配應力等，但由于其外圍元件較多會(huì )導致穩定性差、精確度不高，在復雜的工況下很難達到理想的預期效果。隨著(zhù)微處理器技術(shù)在傳感器領(lǐng)域的應用,使得通過(guò)設計軟件算法實(shí)現傳感器工作特性的自動(dòng)補償成為可能。本設計著(zhù)重分析了單晶硅壓阻式壓力傳感器工作特性曲線(xiàn)的變化,給出了一種對其誤差進(jìn)行修正的軟件算法，可在很寬的溫度范圍內保證傳感器的精確度幾乎不變,并可廣泛移植于其他壓阻式壓力傳感器的補償設計。

　　隨著(zhù)壓強的增大電壓逐漸增大，經(jīng)多次實(shí)驗，可測得如下有效數據，見(jiàn)表1。

　　由于實(shí)驗測得的數據存在一定的微小的誤差，所以應該使用濾波手段，去偽存真，得到所需要的近似值。在此采用冒泡法進(jìn)行處理，去掉最大最小值，然后取算數平均值（注：0.1 Mpa即在地面測的電壓值，對應1個(gè)標準大氣壓）。

　　U0：第一組測得的電壓值。

　　U1：第二組測得的電壓值。

　　U2：第五組測得的電壓值。

　　x(n)：濾波后的電壓值，n取1、2、3、4、5分別對應5個(gè)壓強采集點(diǎn)。