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1、硅压阻式传感器智能数字补偿系统121221313闫超，李宗醒，毛超民，丁建宁，程广贵，袁宁一（1．江苏大学微纳米科学技术研究中心，江苏镇江212013；2昆山双桥传感器测控技术有限公司，江苏昆山，215325；3常州大学材料工程学院，江苏常州，213164）摘要：为提高硅压阻式传感器在宽温区上的精度，利用传感器高精度智能修补芯片ZMD31050，开发出一套智能化数字补偿系统，介绍了该系统的硬件组成，通信协议和软件设计。实验结果表明，该系统数据传输稳定，生产效率高，可满足硅压阻式传感器小批量智能修补。关键词
2、：ZMD31050；数字补偿系统；Labwindows/CVI中图分类号:TP212SmartDigitalCompensationSystemforPiezoresistiveSensors12122131YANChao,LIZong-xing,MAOChao-ming,DINGJian-ning,CHENGGuang-gui,YUAN3Nning-yi(1.CenterofMicro/NanoSciandTech，JiangsuUniversity,Zhenjiang212013,China;2.Ku
3、nshanShuangqiaoSensorMeasurementControllingCo.,LTD,Kunshan215325,China;3.SchoolofMaterialsScienceandEngineeringofChangzhouUniversity,Changzhou213164,China)Abstract:AsmartdigitalcompensationsystembasedonZMD31050,whichisachipusedtotheprecisesmartcompensatio
4、nforsensors,hasbeendevelopedforenhancingtheprecisionofpiezoresistivesensorsonconditionofwidetemperaturerange.Itsprincipleandfeatures,thehardware,communicationprotocolandsoftwareofthesystemisintroduced.Theexperimentresultsshowthatthesystemhasthefeaturesofs
5、tabledatatransmissionandproductionefficiencywhichcanreachtherequirementforthesmallquantitiessmartcompensationofpiezoresistivesensors.Keywords:ZMD31050,digitalcompensationsystem,Labwindows/CVI0引言无需多次重复试验，提高生产效率，节省人工成本，硅压阻式传感器通常比金属应变计式传感器可使传感器宽温区上输出综合精度达0.2
6、5%。【2】灵敏度要高1~2个数量级，再加上其体积小、重1传感器数字式补偿原理量轻、分辨率高等特点，在各行各业得到了广泛的传感器的数字式补偿原理就是先将传感器的【1】应用。但硅存在着温度零位误差、温度灵敏度误模拟输出信号转换为数字信号，然后将数字信号交差等。工业应用时会将硅压阻式传感器的微小信号给微处理器，微处理器运用补偿算法对数字量进行利用模拟电子元件放大，放大后的信号在窄温区上修正，即可减小测量信号的误差。常见的传感器误的精度比较理想，但由于模拟电子元件本身具有温差补偿算法主要有二元回归分析法、神经网
7、络算度漂移等误差，在宽温区上放大后的输出信号误差法、多项式拟合和牛顿差值法相结合等几种算法。【3】较大，若要进一步减小误差，需增加电子元件，这多项式拟合算法具有运算量较小，速度快等优点，不但增加电路设计的复杂性，而且增加生产成本，适合单片微处理器运算。德国ZMD公司的生产效率低，传感器精度的提高和成本成正比。利ZMD31050芯片是一款对传感器进行数字式智能用数字式补偿方式可将传感器及外围电路的误差修调的专用集成芯片。该芯片上集成了ADC、DAC、抽象成数学模型，利用现在高速发展的智能单片对温度传感器、C
8、MC（calibrationmicrocontroller）传感器的输出信号在宽温区上进行修正。给出一种即校准微处理器、MUX（mutiplexer）即多路复用传感器数字补偿方式，针对该补偿方式开发出一套器，同时芯片上还自带EEPROM。智能补偿标定系统，可对传感器进行一次性标定，其工作原理如图1所示，其中TS为内部温度传感器，EXTS为外部温度传感器，工作时测量温度传感器信号进行校准输出，过程请参见ZMD31050信号既可选
