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1、ZSC31015在智能应变式传感器中的应用缪晓中,等ZSC31015在智能应变式传感器中的应用ApplicationofZSC31015inSmartStrainSensor12缪晓中彭力12(无锡职业技术学院,江苏无锡214121;江南大学物联网工程学院,江苏无锡214121)摘要:针对压阻式传感器存在的温度漂移误差和输出信号非线性误差,提出采用ZSC31015传感器信号调理芯片进行误差补偿的方案。描述了传感器补偿系统的整体构架,阐述了ZSC31015的硬件结构、软件设计以及对传感器的补偿过程。试验结果表明,采用上位机补偿校准软件对传感器补偿后,输出信号在较宽的温度范围内与压力呈
2、良好的线性关系,并具有操作效率高的优点。关键词:ZSC31015应变式传感器温度补偿校准智能化传感器ZACwire中图分类号:TH7;TP216文献标志码:ADOI:10.16086/j.cnki.issn1000-0380.201508023Abstract:Toagainstthetemperaturedrifterrorandnonlinearerrorofoutputsignalexistinginpiezoresistivesensors,theerrorcompensationschemebyadoptingZSX31015signalconditioningchipi
3、sproposed.Thebasicframeworkofthesensorcompensationsystemisdescribed,andthehardwarestructureofZSC31015,softwaredesignandthecompensationprocessforthesensorareelaborated.Theexperimentalresultsshowthathavingbeencompensatedbyhostcomputercompensationandcalibrationsoftware,thebetterlinearrelationship
4、betweenoutputsignalandpressureinwiderrangeisrealized,andhighoperatingefficiencyisoffered.Keywords:ZSC31015StrainsensorTemperaturecompensationCalibrationSmartssensorZACwire其电阻也发生相应变化,而根据应力—应变关系σ=0引言Eε,就可以得到试件应力的大小。测量时通常将敏感智能化与集成化是传感器未来发展的一个重要方元件粘贴在弹性体上组成惠斯登电桥,把待测的非电向。将普通传感器与专用信号调理芯片组装成一个器量变化转换成
5、桥路的电压变化。件实现一体化的设计,使之具备信号采集、变换、逻辑从理论上来说,由于传感器对应桥臂上的电阻完判断、计算能力,提供数字或模拟输出选择,具有与微全相等,在传感器不受负荷时,其输出应当为零。但实型计算机通信的接口及在线标定与校准等功能。这类际使用中由于应变片以及粘贴工艺等方面因素的影智能化传感器在压阻式传感器中应用较多,国外企业响,致使传感器桥路上的电阻不能够完全对称,使得传在精度、制作成本、芯片体积等方面有较大优势。德国感器的零点输出往往并不等于零,满量程也存在偏差。ZMDI公司的ZSC31015传感器信号调理芯片,能很方当环境温度等发生变化时,传感器上各个桥臂上的应便地
6、实现电阻性桥式传感器的零点偏移、满量程偏移、变片电阻值变化将出现不一致,使得传感器的一致性非线性及温度漂移等的数字化校准与补偿。在[2]以及性能指标等都会出现较大的变化。Windows环境下,芯片通过ZACwire串行接口与上位[1]2传感器补偿校准系统结构机相联,可以方便地实现大规模的校准操作。传感器校准系统主要由气瓶、数字化压力控制器、1应变式传感器的桥式测量传感器补偿校准板、计算机、数字电压表以及内嵌有电阻应变式传感器的基本原理是将被测量的变化ZSC31015芯片的一体化传感器等几部分组成。气瓶转换成电阻的变化,再经过转换电路变成电信号输出。用于提供传感器补偿校准等过程中所需
7、的压力源;压将电阻应变片粘贴在被测试件表面,在外力作用下,被力控制器用于精确控制输出压力的大小;补偿校准板测试件表面产生微小机械变形,应变片发生相同变化,用于计算机上安装的芯片补偿专用软件与一体化压力传感器中ZSC31015芯片的通信,实现对芯片的参数设江苏省产学研联合创新资金-前瞻性联合研究项目(编号:BY2014023-25)。置和补偿系数的获取;数字电压表用于对校准后传感修改稿收到日期:2014-11-16。器输出量程进行测量,判断校准是否准确,若有偏差,第一作
