針對數字壓力表的可視化編程
近年來，對現場的壓力計量校準過 程，多采用傳感器、16bit以內A/D芯片和 單片機構成的數字壓力計，隨著工業自 動化程度的提高，現場儀表選型不斷更 新，儀表準確度也在不斷提高，這促使 壓力計量校準過程有了新的變化和進 展，也自然提出了用高準確度手段實現 壓力計量校準儀表的要求，而目前的壓 力計量校準儀表難于滿足這一要求。為 此，我們采用EG&G IC Sensor公司傳感 器和AD7710 A/D轉換芯片，基于個人計 算機構建了具有24bit數據采集能力的 高準確度壓力測量系統。它能夠在可視 化編程軟件環境下，生成高準確度數據 采集的驅動程序代碼和測試模塊。用戶 還可在較短時間內生成壓力測量原型， 通過工具模塊和程序結構完成編程測 試。測量數據可直接打印或交付給MS- excel、Matlab、MS-word表格、計算、文件 處理軟件中，了可經由網卡傳輸到網絡 中。
一、壓力傳感器技術指標
壓力傳感器選用了EGPG IC Sensor 公司的產品，其主要技術指標見表1。
傳感器經過溫度補償和輸出規范 化處理。由技術指標可見，傳感器能提供高準確度的壓力轉換。
二、壓力傳感器信號的處理過程
可視化編程壓力計的信號處理過 程見圖1。
AD7710 為 ANALOG DEVICES 公司 的高分辨率(24bit)信號調節型模數轉換 器。在微控制器或傳感器信號處理中應用十分理想。它具有±0.0015%的準確 度，溫度漂移的影響通過芯片內部自校 準消除，排除了零位和滿量程誤差。在 此采用它來實現壓力傳感器信號的A/D 轉換，在8xC51單片機Pi口的分別控制 下，可對AD7710芯片內部24bit寄存器 進行串行讀寫操作。通過寫操作設置芯 片常規/標定模式、放大器增益、采集通 道、電源工作方式、A/D字長、信號極性、 濾波器參數等。通過讀操作讀取A/D轉 換數據。除起到數據采集作用外，8xC51 單片機的Pi。、,；^腳還起到與MAX3232 芯片的連接，實現與個人計算機串行通 訊的作用。MAX3232芯片是MAXIM公 司的RS-232接口芯片，能完成TTL與 RS-232兩種電平之間的轉換。在此利用 它，可方便地實現串行接口電路。串行 通訊是實現個人計算機與單片機兩端 交換數據的主要手段，在Wmdows環境 下，雖具有事件驅動、多任務、高級圖形 用戶界面(GUI)等特點，但它不支持對系 統I/O端口的直接訪問。所以在可視化 編程環境下實現數據通訊的簡便方法 就是利用Windows API函數支持的串行 口實現串行通訊，或直接采用不同 可視化編程中的通訊模塊，如 MXCOMM.VBX、COMMSTOCK.TST
等。使用通訊模塊方法簡便且可訪 問Windows API函數的大多數特 性。我們采用的就是這種方法生成 的壓力傳感器數據采集RS-232串 行通訊驅動程序PRESS -DATA - COMM.TST。在可視化編程中，可 直接由圖形調用程序模塊，完成個 人計算機的壓力數據采集功能。
三、可視化程序測量
在利用個人計 算機和數據采集硬 件構成的自動測試 系統中，基于GUI (圖形用戶界面）新 概念的可視化編程 語言環境極大地發 揮了自動測試系統 的作用，構成了可 視化程序測量的豐富內容。它完全沒 有進行文本程序編輯時的那些麻煩。 僅依據測量過程的數據結構或數據的 交付關系，從工具箱或菜單中選取所 需的對象（圖標)然后用線段將選擇對 象連接起來。或基本上利用名為對象 的對話框編制程序流程，并且按照流 程將各個對象連接起來，程序編制即 告完成。可視化編程程序測量控制大 體可分為三部分：
（1）測量控制
（2）數據顯示
（3）數據分析處理
除此之外，還具有向其他應用程序 交付數據的功能。利用Windows的DDE (動態數據交換)功能，也可以向Microsoft 公司的應用軟件MS -word、MS-excel或 Matlab等軟件直接交付數據。用戶若能 熟練掌握編程方法，則無需用計算機語 言編程和手工方式裝入實驗數據，任何 人通過可視化編程非常方便地進行軟 件開發完成測量。可視化編程測量的壓 力計面板圖見圖2。
由圖可見它具備了測量控制、壓力值數據顯示和數據分析處理功能。它的 數據擬合模型為：
!=?0+?1#+?2$2+"3$3 ⑴
模型⑴的采用消除了傳感器非線 性誤差的影響，使壓力計達到了較高的 測量準確度。
四、實驗數據
在實驗室下對250kPa壓力計進行 了標定，任取一組實驗數列于表2。
五、結論
1.可視化程序測量壓力計充分利用 了個人計算機的功能，可構成以壓力為 參量的高準確度自動測試系統。
2.高準確度A/D芯片是實現壓力信 號采集的重要保證，是適合高準確度壓 力計數據采集的理想器件。
3.可視化軟件編程的直觀性和開放 性易于用戶以較簡單的手段完成更高 層次的壓力測量。
深信隨著可視化程序測量壓力計 的不斷完善和進展，它將在壓力計量領 域獲得更廣泛的應用。
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