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摘要：主要介绍了某设备数字压力表的设计思路和设计内容，包括压力信号采集、电源管理、温度补偿处理、中央控制等，具有精度高、读数简单等特点。 提高某设备的安全效率。 某型装备作为某型飞机地面维修和飞行保障的主要资源，是直接影响某型飞机各项作战功能发挥的重要因素。 由于某型飞机具有微保的特点，现有的机械压力表普遍量程大、精度低，读数容易出现偏差，对某型设备的正常保障会产生一定的影响. 因此，有必要设计一种满足某种装备保障要求的数字压力表，能够准确有效地支持某型飞机，对飞行训练和作战任务具有重要意义。

关键词：压力表，压力传感器，压力模块

1 压力传感器测压原理

传统的压力传感器主要是机械结构器件，体积大，精度低，无电输出。 随着半导体技术的发展，传统的压力传感器逐渐被半导体压力传感器所取代。 半导体压电压力传感器在片材表面形成半导体形变压力，片材受外界压力变形产生压电阻抗效应，再将阻抗的变化转化为电信号。

机械式传感器的种类很多，如电阻应变式压力传感器、压阻式压力传感器、电感式压力传感器、电容式压力传感器、谐振式压力传感器和电容式加速度传感器等。 但应用最广泛的是压阻式压力传感器，其价格极低，精度高，线性度好。

压阻式压力传感器是利用单晶硅材料的压阻效应和集成电路技术制成的传感器，常用于压力、拉力、压差等物理量（如液位、加速度、重量、应变、流量，真空度）测量和控制。

当力作用在硅晶体上时，晶体的晶格发生变形，使载流子从一个能谷散射到另一个能谷，使载流子的迁移率发生变化，扰乱晶格的平均纵向和横向分布运营商。 量，从而改变硅的电阻率。 这种变化随着晶体的取向而变化，因此硅的压阻效应与晶体的取向有关。 硅的压阻效应不同于金属应变片。 前者电阻随压力的变化主要取决于电阻率的变化，后者电阻的变化主要取决于几何尺寸的变化，前者的灵敏度比后者大50～100倍后者。 .

2 数字压力表总体设计

数显压力表一般分为压力模块和主机两部分。 两者通过数字通讯实现自动压力测量和信号传输。

压力模块由压力传感器、单片机、A/D、电源管理系统、温度补偿等部分组成。 在传感器有效范围内，输出电压U与输入压力成正比，符合线性关系

输出电压经A/D转换、单片机处理后送至主机。

主机由电源管理电路和精密电测电路组成。 主要功能是将从压力模块接收到的电信号以压力值的形式显示出来并与微机通讯，最终实现自动测量。

3 数字压力表的详细设计

3.1 压力模块设计

其中数字压力表精度值，电源管理部分负责将上位机的+5V电源转换为A/D模块和温度补偿器件所需的高精度、高稳定性的+5V和-5V电源; 通过A/D模块的双路输入通道，实现传感器数据采集和自动温度补偿； 中央处理器负责处理数据并与主机通信。

压力传感器内部有桥式结构，输出信号随温度变化而漂移，因此需要对传感器的输出信号进行温度补偿，以保证结果的准确性。 选用AD590传感器，精度高，测温范围广数字压力表精度值，外围器件少，适合在压力模块中使用。

为保证主机通信的可靠性，压力模块与校验仪之间的连接线中传输的信号应尽可能少。 这里使用6芯屏蔽线传输线，传输信号分为DC+5V、GNDI、DC+24V、RXD、GND2、TXD。 其中，DC+24V为模块内恒流源的工作电源，DC+5V为模块内其他芯片的工作电源，RXD和TXD作为模块与模块通信的数字信号。主持人。 转换器AD7710和AD590所需电源为高精度直流+5V、5V电压源。 模块与主机连接线传输的+5V电压源难以满足要求。 最后，AD7710、AD590所需的电源通过芯片MAX660、REF02、OP07、ICL7660进行转换，从而保证压力测量结果的准确性。

压力模块中使用的微控制器是一个 20 脚的 AT89C4051。 控制器由4K字节EPROM、128bit RAM和比较器组成，I2C总线引脚数为13个。AT89C4051抗干扰性能强，无论从体积还是性能上都适用于压力模块。

3.2 主机设计

上位机的主要功能有接收信号、显示压力值、测量电压电流精密信号、输出直流24V电压、与微机通讯、显示控制和键盘控制等。

电源管理电路有两个主要功能。 一是电池单独供电时压力表可以正常工作，电池和AC适配器同时供电时，优先使用AC适配器为压力表供电。 二是管理电池的充放电。 当电池即将欠压时，会发出警报或自动关机。 当交流适配器正在为电池充电时，充电将在充满电 8 小时后自动终止。

主机可自动识别压力模块，并通过数字信号传输，信号幅度为TTL电平，抗干扰性强。 主机采用AT89C52单片机，不仅可以与压力模块通信，还可以与微机进行通信。 主要解决的问题是微机、主机、压力模块三方通讯协调。 主机将数据分时发送给微机和压力模块。 实际上，在这种主从关系的多机通信中，主机先发送从机的地址，然后发送数据信息，从机识别地址，然后接收数据。 因此，需要主机和从机的软件配合。

4 结语

本文主要介绍某设备数字压力表的设计，采用压阻式压力传感器，一般分为压力模块和主机部分的设计。 前者具体包括压力信号的采集、温度补偿的处理、电源管理、中央控制模块的设计等。 后者最重要的部分是电源管理电路的设计以及与压力模块和微型计算机的数字通信。 通过这种设计，可以提高某设备保障的准确性和效率。