FPGA在智能压力传感器系统中的应用设计 2

多路模拟开关 采用四选一多路模拟开关AD7502，其引脚设置为EN=1的使能信号；A1A0引脚为通道选择信号。

输出电平转换接口 系统使用MAX232芯片完成TTL和RS 232C电平的转换。

2 系统误差校正方法

2．1 零点漂移和增益误差的校正方法

在智能仪表中，误差模型的误差校正公式为：

式中：b1和b0为误差校正因子。误差校正电路模型如图1所示，其中x为被测信号；y为系统输出；ε，k，i为影响系统的未知量。

误差校正过程为：当S1闭合时，x=0，依据误差校正公式得到式(2)，用于系统零点校准；

当S2闭合时，x=E(标准电压)，得到公式(3)，用于系统增益误差校正；

联立式(2)、式(3)可得误差校正因子：

当进行实际测量时S3闭合，利用计算出的误差校正因子和误差校正公式(1)，即可求出校正后的输出信号y。

2．2 传感器温度补偿方法

对压力传感器来说，环境温度对其测量结果有较大的影响，为了消除温度引起的误差，需要对传感器的信号做温度补偿。通过测量传感器的工作温度实现传感器温度的补偿。传感器的温度误差校正模型为：

式中：y为测量值；yc经温度补偿后的测量值；△φ为传感器的实际工作温度与标准测量温度之差；a0为校正温度变化引起的传感器标度变化系数，a1为校正温度引起的传感器零位漂移变化系数，这两个系数反映了传感器的温度特性。

2．3 随机误差消除方法

系统采用算术平均的数字滤波方法消除系统的随机误差，通过连续N个采样值取其算术平均值，得数学表达式为：

适合用于对具有随机干扰信号的滤波。