[发明专利]一种多信号输出的智能压力变送器

权利要求书

1.一种多信号输出的智能压力变送器，包括压力传感器，其特征在于：压力传感器输出端连接信号调理电路的输入端，压力传感器的激励恒流源由信号调理电路提供；信号调理电路的输出端与微控制器的输入端连接，微控制器的输出端分别和液晶显示模块输入端、V/I转换电路输入端、无线模块以及RS485通信接口连接，电源模块的输出端与信号调理电路、液晶显示模块、RS485通信接口、V/I转换电路及无线模块的电源接口连接。

2.根据权利要求1所述的一种多信号输出的智能压力变送器，其特征在于：所述的微控制器的片内A/D转换器将接收到信号调理电路的调理压力模拟信号与片内温度传感器的模拟信号分别转换为压力数字信号与温度数字信号，然后传输至温度补偿模型计算得到补偿的压力值，并将补偿压力值分别传输至片内D/A转换器与液晶显示模块。

3.一种多信号输出的智能压力变送器，包括压力传感器，其特征在于：所述V/I转换电路接收微控制器的片内D/A转换器转换的模拟信号，并将其转换为4～20mA电流信号输出。

4.一种多信号输出的智能压力变送器，包括压力传感器，其特征在于：所述信号调理电路采用AD693芯片。

5.一种多信号输出的智能压力变送器，包括压力传感器，其特征在于：所述微控制器采用C8051F020单片机。

6.一种多信号输出的智能压力变送器，包括压力传感器，其特征在于：所述液晶显示模块采用LCD12864。

7.一种多信号输出的智能压力变送器，包括压力传感器，其特征在于：所述无线模块采用CC2520芯片。

8.一种多信号输出的智能压力变送器，包括压力传感器，其特征在于：所述V/I转换电路采用XTR111芯片。

9.一种多信号输出的智能压力变送器，包括压力传感器，其特征在于：所述微控制器对硅压力传感器的温度补偿采用可变系数回归法：首先在5个不同温度下采集样本数据：包含标定压力P，压力与温度的A/D转换信号U与T，然后分别对同一温度下的不同标定压力P与压力数字信号U采用最小二乘法进行最小二乘法拟合得到多项式系数矩阵A；再对上述系数矩阵A与转化后的温度数字信号T用最小二乘法进行多项式拟合得到系数矩阵K；从而推导出在不同温度时，压力P与压力数字信号U以及温度数字信号T的关系式，具体为：

建立各个标定温度下的压力P与压力数字信号U关系式：P＝A₀(T)+A₁(T)U+A₂(T)U²+…+A_n(T)Uⁿ,n为多项式的最高阶数，T为温度，P为标定压力，A_n(T)为不同温度下多项式n项的系数，A_n(T)＝[A_n(T₁),A_n(T₂),…,A_n(T₅)]'；对该关系式采用最小二乘法拟合得到系数矩阵A＝[A₀(T),A₁(T),…,A_n(T)]，

建立矩阵A与温度T的关系式：A_i(T)＝K_i0+K_i1T+K_i2T²+…+K_imT^m，m为多项式的最高阶数，A_i(T)为不同温度下的P-U多项式的第i项系数，i＝0,1,…,n，K_im为多项式的系数；对该关系式采用最小二乘法拟合得到系数矩阵K＝[K_i0,K_i1,K_i2,…,K_im]，

通过上述两关系式拟合得到的系数矩阵A与K，可推导出压力P与压力信号U以及温度数字信号T关系式：

P＝(K₀₀+K₀₁T+…+K_0mT^m)+(K₁₀+…+K_1mT^m)U+…+(K_n0+…+K_nmT^m)Uⁿ

在温度标定阶段，首先采集压力数字信号与温度数字信号，然后通过可变系数回归法计算得到相关系数，将系数与推导的多项式关系用程序编程，并移植到微控制器中完成信号处理需要。