MPHZ6115大氣壓力測量試驗

內(nèi)燃機測試技術(shù)試驗

試驗MPXHZ6115大氣壓力測量試驗試驗學(xué)時：2試驗類型：根底型試驗對象：本科生一．試驗?zāi)康模毫私獍雽?dǎo)體壓力測量根本原理。了解MPXHZ6115大氣壓力特性。把握MPXHZ6115大氣壓力測量電路實現(xiàn)把握MPXHZ6115大氣壓力軟件算法推導(dǎo)。二．試驗原理及設(shè)備說明半導(dǎo)體壓力測量根本原理由半導(dǎo)體壓力敏感元件構(gòu)成的傳感器。對壓力、應(yīng)變等機械量進展信息處理的必要條件是把機械量轉(zhuǎn)換成電學(xué)量,這種機-電變換裝置就是壓力傳感器。半導(dǎo)體壓力傳感器可分為兩類，一類是依據(jù)半導(dǎo)體PN結(jié)〔或肖特基結(jié)〕在應(yīng)力作用下,特性發(fā)生變化的原理制成的各種壓敏二極管或晶體管。這種壓力敏感元件的上，制成各種應(yīng)力和應(yīng)變的測量儀器。60年月，隨著半導(dǎo)體集成電路技術(shù)的進展除了機械滯后和蠕變，提高了傳感器的性能?！惨苑柋硎咀柘禂?shù),以符號表示。以數(shù)學(xué)式表示為Δρ／ρ＝kσ，其中ρ為電阻率，k為壓阻系數(shù)，σ為應(yīng)力；所打算，所以上述壓阻效應(yīng)的表達式也可寫成ΔR／R＝kσ；通過測量電路實現(xiàn)壓力的測量。常用半導(dǎo)體壓力傳感器選用N的P型集中電阻,然后大氣壓力傳感器就是由上述壓阻電橋?qū)崿F(xiàn)的。硅膜片的一面是真空室，另一3mm的正方形，它的中部經(jīng)光刻腐蝕形成2mm5μm的薄膜。薄膜四周有四個應(yīng)變電阻，以惠斯登電橋方式1所示。1壓敏電阻式迸氣歧管壓力傳感器原理圖由于硅膜片的一側(cè)是真空室,所以進氣歧管壓力越高．硅膜片的變形越大，它所以用混合集成電路進展放大后輸出。它的特點是尺寸小，精度高，響應(yīng)性好，再現(xiàn)性、抗震性好,且生產(chǎn)本錢低，所以得到廣泛應(yīng)用。MPXHZ6115大氣壓力傳感器特性公司產(chǎn)品，其特點如下：高抗潮濕；高溫狀態(tài)下準確性高；便利和微處理器接口；表貼封裝；航空高度表；工業(yè)把握；天氣監(jiān)測。MPXHZ6115傳感器原理也是壓阻原理，測量方式也是惠斯登電橋，和一般關(guān)系，可以依據(jù)輸出電壓的變化依據(jù)公式計算出大氣壓力。MPXHZ61152所示。2MPXHZ6115物理構(gòu)造圖MPXHZ61153所示。3MPXHZ6115應(yīng)用連接圖MPXHZ61154所示。4MPXHZ6115輸出特性MPXHZ6115大氣壓力測量算法Vout＝Vs×〔0.009p－0.095〕±1.5％；結(jié)合具體測量電路，輸出電壓一般直接送到把握AD口，因此大氣壓力測量算法主要是完成AD816位微255和65536,其中8位把握器還占有比較大的8位把握器實現(xiàn)上述算法。8位把握器指令構(gòu)造簡潔，存儲空間有限，因此必需考慮算法實現(xiàn)的執(zhí)行時的算法，直到最終的輸出把握。8位把握算法優(yōu)化的幾個準則如下：盡量承受整數(shù)盡量承受無符號數(shù)盡量不承受除法指令〔一些把握器根本沒有乘除指令〕盡量匯編語言處理數(shù)值盡量不超過最大字長由上述原則可以明確，8位把握器不適合處理上面的帶有小數(shù)的公式，為了程如下：5V；Vout＝Vs×〔0.009p－0.095〕±1.5％；不計誤差，則公式變?yōu)椋簅ut＝V×〔0.009p－0.095Vout／Vs＝0.009p-0.095;Vout／Vs＝ADresult／1024;因此：ADresult／1024=0.009p-0.095故得出壓力公式為：ADresult／9.216+0.095／0.009=p;也即：P=ADresult／9.216+0.095／0.009；8位把握器的特點進展調(diào)整。步化成如下：P=ADresult×0.1085069+10.56為了和二進制結(jié)合起來，因此對0.1085069進展二進制近似，近似如下：2的冪次方進展相乘，直到最接近整數(shù)時為止；因此，純整數(shù)的壓力算法如下：P=ADresult×7／64+10;上述的算法，可以準確到整數(shù)位，也即是沒有小數(shù)局部。實際試驗過程中，可以測量當是的大氣壓力，然后進展比照。10倍，因此上述公式變?yōu)椋篈Dresult×10／9.216+105.6=10P進一步依據(jù)上述思路進展變換如下：10P=AD×1.085069+105.6進一步依據(jù)二進制取整，得到公式如下：10P=ADresult×〔1+11/128〕＋105則該公式即可準確到小數(shù)點后1位。假設(shè)對上述兩個公式按乘法實現(xiàn)也用移位方式的話，公式如下：P=ADresult×7／64+10＝ADresult×〔4+2+1〕/64+10;三．試驗內(nèi)容設(shè)計實現(xiàn)MPXHZ6115大氣壓力測量電路8位把握器實現(xiàn)算法進展推導(dǎo)測量MPXHZ6115傳感器AD采樣值，依據(jù)上述公式推算出大氣壓力值四．試驗設(shè)備和儀器穩(wěn)壓電源：MPS－300L-3示波器：RIGOLDS1302CA電路試驗板，自制把握系統(tǒng)大氣壓力計TLC272〕等個人計算機或筆記本電腦五．試驗結(jié)果分析室溫狀況下，MPXHZ6115傳感器AD采樣值。室溫狀況下，壓力計讀