本實用新型屬于電子電路設(shè)計領(lǐng)域,涉及一種傳感器批量自動校準(zhǔn)裝置。
背景技術(shù):
傳統(tǒng)的傳感器系統(tǒng)校準(zhǔn)方法采用一塊電路板只能校準(zhǔn)一個傳感器,在處理兩個以上傳感器系統(tǒng)時,需要同時使用兩套及以上電路板,而對多個傳感器系統(tǒng)校準(zhǔn),使用多塊電路板已經(jīng)不能滿足要求。因此隨著標(biāo)定傳感器系統(tǒng)數(shù)量的增加,使用一套電路板來校準(zhǔn)一個傳感器系統(tǒng)的傳統(tǒng)解決方案已很難滿足要求。
技術(shù)實現(xiàn)要素:
本實用新型提出一種傳感器批量校準(zhǔn)裝置,通過簡單的物理連接,可以同時對多個傳感器系統(tǒng)進行標(biāo)定校準(zhǔn),解決了現(xiàn)有技術(shù)多個傳感器系統(tǒng)需要多個電路板的問題。
該傳感器批量校準(zhǔn)裝置,包括多路復(fù)用開關(guān)、采樣電路、ADC、數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換模塊、邏輯控制模塊和工控機;所述多路復(fù)用開關(guān)分為兩組功能開關(guān),第一組功能開關(guān)用于傳感器的數(shù)據(jù)采集,第二組功能開關(guān)用于傳感器的校準(zhǔn)配置;
第一組功能開關(guān)的每一路開關(guān)一側(cè)對應(yīng)連接一個待校準(zhǔn)的傳感器的數(shù)據(jù)輸出端,另一側(cè)依次經(jīng)采樣電路、ADC連接至工控機;第二組功能開關(guān)的每一路開關(guān)一側(cè)對應(yīng)連接一個待校準(zhǔn)的傳感器調(diào)理芯片的校準(zhǔn)配置接收端,另一側(cè)通過數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換模塊與工控機連接;工控機通過邏輯控制模塊控制多路復(fù)用開關(guān)的閉合和關(guān)斷。
上述傳感器可以是壓力傳感器。
基于前述傳感器批量校準(zhǔn)裝置實現(xiàn)自動化批量校準(zhǔn)的方法,對各傳感器與工控機進行正確的物理連接后,通過切換多路復(fù)用開關(guān)分別對各個傳感器進行校準(zhǔn);其中:
測量傳感器數(shù)據(jù)時,在邏輯控制下依次閉合所述第一組功能開關(guān)的各路開關(guān),同一時刻僅允許一路開關(guān)閉合,采集輸入的被測量;
校準(zhǔn)配置時,在邏輯控制下依次閉合所述第二組功能開關(guān)的各路開關(guān),同一時刻僅允許一路開關(guān)閉合,將補償參數(shù)和配置參數(shù)寫入相應(yīng)的傳感器調(diào)理芯片的存儲空間。
本實用新型具有以下技術(shù)效果:
1、批量校準(zhǔn)裝置具有操作簡單,擴展方便等優(yōu)點。
2、可以根據(jù)需要標(biāo)定傳感器系統(tǒng)的數(shù)量,進行相應(yīng)的物理連接擴展,對多個傳感器系統(tǒng)進行批量的標(biāo)定校準(zhǔn)。
附圖說明
圖1為單個傳感器及其調(diào)理電路(芯片)的電路結(jié)構(gòu)示意圖。圖中,BDR為驅(qū)動輸出,OUT為調(diào)理電路的輸出(也即傳感器系統(tǒng)的輸出),INP、INM為傳感器的輸出(作為調(diào)理芯片的輸入)。
圖2為本實用新型的傳感器批量校準(zhǔn)裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實施方式
如圖2所示,該傳感器批量校準(zhǔn)裝置,包括多路復(fù)用開關(guān)、采樣電路、ADC、數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換模塊、邏輯控制模塊和工控機;所述多路復(fù)用開關(guān)分為兩組功能開關(guān),第一組功能開關(guān)用于傳感器的數(shù)據(jù)采集,第二組功能開關(guān)用于傳感器的校準(zhǔn)配置;第一組功能開關(guān)的每一路開關(guān)一側(cè)對應(yīng)連接一個待校準(zhǔn)的傳感器的數(shù)據(jù)輸出端,另一側(cè)依次經(jīng)采樣電路、ADC連接至工控機;第二組功能開關(guān)的每一路開關(guān)一側(cè)對應(yīng)連接一個待校準(zhǔn)的傳感器調(diào)理芯片的校準(zhǔn)配置接收端,另一側(cè)通過數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換模塊與工控機連接;工控機通過邏輯控制模塊控制多路復(fù)用開關(guān)的閉合和關(guān)斷。
傳感器的自動校準(zhǔn)過程主要包括預(yù)校準(zhǔn)和主校準(zhǔn)兩個大的環(huán)節(jié):預(yù)校準(zhǔn)是計算確定傳感器調(diào)理芯片的配置參數(shù);主校準(zhǔn)是在預(yù)校準(zhǔn)的基礎(chǔ)上,通過調(diào)節(jié)補償量將傳感器輸出穩(wěn)定在所需輸出值,采用逼近算法得出校準(zhǔn)補償值。
多路傳感器的批量校準(zhǔn)過程如下:
步驟1]對各傳感器系統(tǒng)與工控機進行正確的物理連接;
步驟2]在確定各傳感器通信正常的前提下,依次對各路傳感器進行預(yù)校準(zhǔn)操作;其中,凡涉及到傳感器的數(shù)據(jù)采集需要在邏輯控制下依次閉合開關(guān)a、b…k,通過采樣電路和ADC對數(shù)據(jù)進行收集存儲;凡涉及到對調(diào)理芯片進行配置時需要對配置數(shù)據(jù)進行數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換在邏輯控制下依次閉合開關(guān)1、2…N,對各調(diào)理芯片進行配置;
步驟3]待溫度恒定后,依次對各路傳感器進行主校準(zhǔn)操作;其中,凡涉及到傳感器的數(shù)據(jù)采集需要在邏輯控制下依次閉合開關(guān)a、b…k,通過采樣電路和ADC對數(shù)據(jù)進行收集存儲;凡涉及到對調(diào)理芯片進行配置時需要對配置數(shù)據(jù)進行數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換在邏輯控制下依次閉合開關(guān)1、2…N,確定各調(diào)理芯片的補償參數(shù);
步驟4]調(diào)整溫度,按照步驟3]再次進行主校準(zhǔn);
如果需要傳感器系統(tǒng)輸出的高精度,可以適當(dāng)增加溫度點進行主校準(zhǔn);
步驟5]根據(jù)特定溫度點校準(zhǔn)參數(shù),由擬合算法得到整個溫度范圍內(nèi)的校準(zhǔn)參數(shù),將這些數(shù)據(jù)在邏輯控制下依次閉合開關(guān)1、2…N,將相應(yīng)的補償參數(shù)和配置參數(shù)寫入調(diào)理芯片的存儲空間,完成多個傳感器的補償校準(zhǔn)過程。