网站地图  |  XML地图

联系我们

  • 澳门网站-首页
  • 销售直线:0755-85271665
  • 传真:0755-85271665
  • 邮箱:324523332@qq.com
  • 地址:肇庆市宝安区松岗街道红星社区宏海大厦8栋1楼

案例展示

您的位置: 主页 > 案例展示 >

澳门网站基于ZIGBEE的压力传感器标定系统的研究

发布日期:2020-08-05 22:56

  在旋转导向钻井中,随钻测量的信息主要靠泥浆脉冲传递,因此,压力信息的采集就则显得极为重要。压力传感器在使用一段时间后,因为各种原因造成误差偏大,并且需要校准。压力传感器一般采用电桥式电路结构,以提高输出灵敏度。但一个微应变电桥输出只有2 mV左右,即使在满载情况下,应变片的最大输出也只20 mV左右,这就要求前置测量放大电路具有高增益、高精度、低噪声和低漂移等特点,而

  一般的运放和A/D不具备上述特点,使用内置PGA的4.8 kHz、超低噪声、24位∑-△型的A/D,AD7190则可以较好的解决上述问题。另外传统的压力传感器的标定都是使用于摇式活塞压力台,效率低下,人为误差较大,且比较危险。本系统通过软件控制自动加压台,在不同梯度下对压力传感器进行标定,提高了标定效率和精度,且较为安全。

  系统设计方案如图1所示。系统主要由信号调理模块、数据采集模块、数据传输模块、及上位机软件处理等模块组成。其中A/D采集模块,使用内置PGA的4.8 kHz、超低噪声、24位∑-△型的高精度A/D;通汛接口采用通用的RS232串行接口;无线 GHZ的ZIGBEE通讯模块,具有较高的数据通讯速率,ZIGBEE具有自组网的能力,对多组网及后续设备的升级有很好的扩展性;控制芯片采用了C8051F060,其丰富的硬件资源,使得系统大大简化;接口模块采用了PL2303芯片将RS232转换成USB总线,方便与计算机连接;数据处理模块采用了常用的个人PC机,相对一般的MCU在处理数据的速度和能力上均有明显优势。

  最小二乘法是一种在多个学科领域中获得广发应用的数学处理方法,可以用来拟合经验公式以及回归等数据处理问题。其原理如下。

  如图2所示,ADP3303属于ADP330x系列精密低压差anyrCAP稳压器,采用新颖的架构、改良的工艺和新封装,与传统LDO相比性能更出色。它采用专利设计,仅需一个0.47 μF输出电容便可保持稳定。ADP3303在室温条件下可达到±0.8%的出色精度,温度、线路和负载调节的整体精度为±1.4%。200 mA时,其压差仅180 mV(典型值)。[page]

  ADP3303具有较宽的输入电压范围(3.2~12 V),并提供200 mA以上的负载电流。该器件具有一个错误标志,当该器件即将产生失调时,或者短路、热过载保护激活时,该错误标志会显示相关信息。其它特性包括关断和可选降噪功能。

  压力传感器广泛的采用压阻式设计,压阻式传感器是利用半导体的电阻率随应力变化的性质制成的半导体器件,它在半导体材料的基片上用集成电路工艺扩散电阻,并将扩散电阻直接作为敏感元件。硅压阻式压力传感器的核心部分是一圆形硅膜片,集成在硅片上的4个等值电阻连成平衡电桥,当被测压力作用于硅片上时,电阻值发生变化,电桥失去平衡,产生电压输出。外界压力通过外壳的直接加到传感硅片上,引起传感硅片上惠斯通电桥的4个电阻阻值发生变化。

  为了获得精确的压力值就必须给AD和传感器提供高精度的电压参考源,ADR421为超精密、第二代外加离子注入场效应管(XFET)基准电压源,具有低噪声、高精度和出色的长期稳定特性,采用SOIC和MSOP封装。利用温度漂移曲率校正专利技术和XFET技术,可以使电压随温度变化的非线性度降至最小。XFET架构能够为带隙基准电压源提供出色的精度和热滞性能。与嵌入式齐纳二极管基准电压源相比,还能以更低的功耗和更小的电源裕量工作。ADR421具有出色的噪声性能、稳定性和精度,非常适合高精密数据采集、转换等应用。在本系统中为压力传感器供电,激励传感器将物理信号转换成电信号。

  如图3所示,AD7190提供集成式压力传感器解决方案,具有压力传感器接口,可以直接连接压力传感器,其中AIN+、AIN-是压力传感器的输出端,REF-、REF+为传感器激励电压。为了提高系统精度需在模拟输入端采用一些滤波器,本系统使用的是低通滤波器。在基准电压引脚上配置一些电容等外部元件,以满足电磁屏蔽(EMC)要求。AD7190的DIN、DOUT/RDY、SCLK、/CS、/SYNC分别于C8051F060的P3.0-3.4连接。

  来自压力传感器的低电平信号由AD7190的内置PGA放大。该PGA经过编程,以128的增益工作。AD7190的转换结果送至微控制器C8051F06 0,并通过ZIGBEE模块传输至上位机进行储存和处理。AD7190具有单独的模拟电源引脚和数字电源引脚。模拟部分必须采用5 V电源供电。数字电源独立于模拟电源,可以为2.7~5.25 V范围内的任意电压。微控制器采用3.3 V电源。因此,DVDD也采用3.3 V电源供电。这样就无需外部电平转换,从而可以简化ADC与微控制器之间的接。

  XBee & XBee-PRO 802.15.4OEM无线射频模块,具有很强的协议兼容性,可以很好的匹配ZIGBEE网络,无须额外射频通讯配置。只需将MCU的UART端口与相对应的ZIGBEE模块的RTS、CTS、GND对应连接即可,可以使用标准AT指令配置工作方式,默认波特率为9600bps。

  根据设计的要求和软硬件模块划分,本系统的软件主要完成数据采集、温度采集、数据传输、控制加压程序数据处理、最终给出标定报表等相关参数。其中数据采集,温度采集,及数据传输部分由下位机完成。信息的显示及处理有上位PC进行处理。MCU运行后首先对系统进行初始化操作,其中初始化包含,晶振初始化,端口初始化,通讯初始化等;然后启动温度采集及数据采集,待到数据达到传输要求时,进行数据传输;在上位机得到数据传输结果时开始对数据进行分组处理,最后使用最小二乘法对数据曲线进行拟合,最终得出软件设计流程;上位机软件流程图如图4所示,下位机软件如图5所示。[page]

  1)P=f(T,V),存室温下可以忽略T的影响,即P=kv+b,其中K为标定系数,b为起始基准;

  由3组正反行程测得的数据进行绘图如图6所示,每一台阶都是对同一个压力点进行多次采样获得,台阶的“横线”为测试值的平均值,求取平均值可以去除一定的干扰且可以接近真实值。鉴于测试数据量较大,此处以图表的形式直观而形象的表征压力传感器标定的方法及过程。从图6中可以看出,量化台阶并非是直线,这就说明在传输的过程中有高频信号的十扰,可以使用数字滤波的方法是测试的值较为准确的接近线所示,横轴为采样点数,即相对时间,纵轴为压力量化台阶值(压力信号转化成的数字量)。每一个台阶都包含相同压力下采样的大量数据。压力传感器标定试验,在一定的时间间隔内从低压加开开始加压至高压,然后逐步按照等间隔时间泄压,反复行程3次,通过滑动平均值求出其稳定值。最终进行最小二乘法数据拟合。得出相关压力参数。使用时用式(1)~(5)变换即可得出实际压力值。

  该压力标定系统通过现场实验的测试,具有稳定、高效、可靠等特点,通过多次实验验证了该系统的精度和准确性,达到了设计要求,可以满足工程测量及标定要求。同时为后续系统升级扩展提供了理论和硬件基础。

  本网站转载的所有的文章、图片、音频视频文件等资料的版权归版权所有人所有,本站采用的非本站原创文章及图片等内容无法一一联系确认版权者。如果本网所选内容的文章作者及编辑认为其作品不宜公开自由传播,或不应无偿使用,请及时通过电子邮件或电话通知我们,以迅速采取适当措施,避免给双方造成不必要的经济损失。

  部分包括传感器输出信号、音频及视频信号采集。CPU把采集到的传感器信号进行处理和判断,若信号超出正常值范围则采集仪发出警报,并且通过S3C6410的GPIO引脚控制外部相关设备发生动作。采集仪内置大容量Nand Flash和SD卡,可将现场采集到的信号进行长时间保存。在通信方面,采集仪采用雷凌公司生产的RT3070无线通信模块与远程监控系统进行无线模块为在嵌入式下应用的支持802.11n协议的USB接口高速WIFI模块,无线Mbps。因为在ARM应用中,数据显示和存储电路及串口和以太网通信电路的设计已经非常普及,本文将重点对数据采集部分的硬件设计进行论述。 传感器信号采集 工业上常用模拟

  Strategy Analytics无线运营战略服务发布的最新研究报告《美国无线运营商展望》指出,美国无线运营商市场持续在网络速度和为消费者增值上激烈竞争。尽管日益成熟的美国无线市场发展已放缓,但是Strategy Analytics的预测显示,美国无线市场的前景并非暗淡无光:美国无线年;而总增长也将每年递增, 从2016年的1.13亿到2022年的1.39亿,这就为竞争提供了足够的空间。2022年,多设备使用将会驱动美国无线万,但T-Mobile、MVNOs(移动虚拟网络运营商)和有线运营商的价格战将导致业务收益仅增长2%。 报告中的一些关键发现

  的布料过程。然后控制系统根据缺料优先级顺序,控制轨道罐车进行下一批料的布料过程。整个过程从定位、装料、再到放料完全无人值守。 2 系统总体设计 依据现场需要无人值守的整体工艺特点,系统总体采用三层结构,管理层由管理计算机、工程师站和数据服务器组成:控制层由PLC核心控制单元、数据采集单元和无线数传模块构成:执行层由各信号采集变送设备和动作执行电机组成。系统总体构架如图2所示。 2.1 系统方案配置 2.1.1 轨道罐车定位 系统控制的关键环节之一就是让轨道罐车在给料设备位置、炉顶供料仓下料口位置进行准确定位,随着激光测距传感器技术的发展和成本的下降,使得激光在工业自动距离位移测量和位置控制领域有了广泛的应用,本系统设计采用

  XP+Cygwin+NS2平台上完成的。实验内容主要包括虫洞攻击模块的仿真和改进协议IAODV协议移植至NS2平台后的仿真。    虫洞攻击中私有信道的建立是违背常规通信模型的。对私有信道的仿真要实现它的三种特性:高效性、隐蔽性和恶意性。为了使虫洞路径能够优于其他路径的延时和跳数,体现出其高效性,本实验采取的解决方案是对虫洞合谋节点和其余普通节点使用不同的无线信号功率,使得虫洞合谋节点之间的传输距离远远大于普通节点的信号范围。虫洞信道中传输的数据应该对外界隐蔽,为了模拟这个特性,需要在数据链路层中对虫洞链路设置对外的隐蔽性。为了模拟虫洞信道对传输数据的恶意性,本实验通过使用NS2中提供的无线遗失模型对虫洞信道设置了2%的随机丢包率。    通过使用NS2中

  本文介绍了一种选用高性能、低功耗的32位微处理器STM32F103和射频收发芯片nRF24L01来设计短距离无线数据传输系统的具体方法。1 系统设计短距离无线数传系统主要由电源管理器AMC7635、微控制器STM32F103、射频收发器nrf24l01三部分组成。下面分别介绍其关键电路。1.1 电源电路本设计的电源采用3.7V锂电池供电, 然后经低压降电源管理芯片AMC7635, 以产生3.0V的电压来为STM32F103和nRF24L01供电, 图1所示是本系统的供电电路。图1 系统供电电路1.2 微控制器电路微控制器选用带ARM Cortex -M3 内核的STM32F103。STM32F103

  引言 目前,无线通信技术已经成为一大热点,而系统设计的微型化、低功耗成为发展的必然趋势。在保证系统工作可靠性的前提下,如何实现系统低功耗是无线数据传输系统亟待解决的一个主要问题。本文利用MSP430超低功耗单片机和2.4 GHz ISM频段的射频芯片EMl98810设计了一种低功耗的无线数据传输系统。该系统使用干电池供电,可广泛应用于电池供电的自动化数据采集系统、无线遥控、无线鼠标、无线键盘、无线电子标签、遥控玩具,以及水、气、热、电等居民计量表具无线 GHz频段的集成射频芯片有多种,性能各有差异,表1列出了几种常用芯片的性能特点。 本系统采用

  是德5G UEE解决方案加速Mavenir在5G 核心网平台软件开发速度

  罗德与施瓦茨和TSN Systems合作,为汽车以太网提供纳秒级的精确延迟测量能力

  了解TE CONNECTIVITY室外照明连接解决方案精彩专题,参与有好礼!

  瑞萨电子颠覆传统理念的嵌入式开发平台 Renesas Synergy 评估套件震撼来袭!答题即可免费申请!

  TE助力数据中心设计,缩短你与奥运的距离,猜猜它属于哪个“奥运场馆”赢大礼!

  分析仪通信与网络视频测试虚拟仪器高速串行测试嵌入式系统视频教程其他技术综合资讯

版权所有:澳门网站-首页 备案号: