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单片机与BP网络的高精度扩散硅压力变送器的设计

阅读:1042发布时间:2014-1-11

扩散硅压力变送器在输入压力不变的情况下当温度发生变化时也会引起变送器输出的变化,形成了变送器交叉灵敏度的问题,影响输出精度。BP网络法是解决温度补偿很好的方法,用MSP430采集变送器的压力输出和所处环境的温度值作为BP网络训练输入样本进行离线训练,zui大程度修改权值与阈值,将其结构利用c语言编程,达到BP网络数据融合的目的。
二、系统硬件设计
1.芯片选型
美国TI公司生产的MSP430单片机为高整合,高精度的单芯片系统,其利用精简指令集,是16位高速处理单片机,系统工作相对稳定,综合功能和成本都比较合适。
2.硬件电路设计
硬件电路设计的系统总体框图如图1所示,气压或液压作用在前端压力变送器上,压力变送器将压力和温度的电压信号输入到放大器,通过放大器信号放大输入到单片机的A/D转换通道,单片机将压力和温度的电压信号转换成数字量进行处理后通过LED显示出来,并通过RS485通讯接口将数据传送给上位机,电源模块给单片机和外部设备分别提供3.3V和5V电压,整个电路实施方式如下所述:
(1)压力变送器:扩散硅压力变送器选择麦克公司的MPM280压力变送器,该变送器能够在一40~(2到80%范围内使用,在此设计中测压范围为0~1MPa,MPM280其检测电路形式为惠斯登电桥,它能适用于各种不同压力测量产品的组装与生产,MPM280采用1.5mA直流形式供电。
(2)信号放大电路:此处放大器芯片选择INA121,INA121是一种低功耗,高精度的差压放大器,它能够在单电源和双电源两种模式下工作。压力变送器的测量压力转化后的电压信号输入INA121的3脚和2脚,放大器的放大倍数根据外接电阻调节,放大后的信号通过6脚和5脚输入到单片机的A/D转换通道,实现放大功能。
(3)A/D转换部分:利用MSP430F247TPM单片机自带的ADC12模块直接实现A/D 转换,减小了设计的变送器的体积,MsP43O 47TPM自身带两路转换接口,通过ADC12模块控制寄存器实现温度和压力两路模拟信号A/D转换。ADC12硬件通过设置会自动的将转换结果存放到相应的寄存器中。
三、系统软件设计
系统的软件实现核心是神经网络训练得到的权值与阈值的连接关系,权值与阈值是以数组运算及对每层神经元输出进行tansig激励函数为主体,而神经网络的权值与阈值是通过训练样本在MATLAB神经网络工具箱中的训练得到的。
浮球液位计: http://www.duohai.net/

一体化孔板流量计: http://www.fooex.com/

微差压变送器:http://www.25459.com/

雷达液位计:http://www.yeweiji99.com/


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