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PGA309實(shí)現(xiàn)的高精度壓力皮爾茲PILZ變送器
對(duì)于廣泛應(yīng)用于壓力測(cè)量的硅壓阻式傳感器，由于所用的半導(dǎo)體材料的固有特性，普遍存在著溫度漂移和非線性等問(wèn)題。在使用時(shí)都要經(jīng)過(guò)輸出信號(hào)的補(bǔ)償與校正過(guò)程，補(bǔ)償與校正技術(shù)直接決定著它的使用價(jià)值。另外，在許多場(chǎng)合壓力傳感器安裝在測(cè)試點(diǎn)附近，接收裝置遠(yuǎn)距離控制，所以要求信號(hào)傳輸線數(shù)量少、損耗小、抗干擾能力強(qiáng)。

PGA309實(shí)現(xiàn)的高精度壓力皮爾茲PILZ變送器
采用二線制電流傳送方式可使電源和信號(hào)的傳遞使用同一對(duì)線完成，可較好地克服長(zhǎng)距離傳送使電壓下降及來(lái)自電機(jī)、開(kāi)關(guān)及其它工業(yè)設(shè)備的噪聲對(duì)PILZ變送器的影響。在充分研究傳統(tǒng)補(bǔ)償技術(shù)的基礎(chǔ)上，采用智能化的模擬—數(shù)字混合信號(hào)調(diào)理技術(shù)，以TI公司生產(chǎn)的調(diào)理芯片PGA309為核心，設(shè)計(jì)開(kāi)發(fā)出了高精度壓力PILZ變送器。該P(yáng)ILZ變送器由硬件和軟件兩部分組成，主要解決了硅壓阻式傳感器的溫度漂移和非線性等問(wèn)題，使其輸出精度達(dá)到了0.2%以內(nèi)。論文中給出了誤差補(bǔ)償?shù)目傮w方案、信號(hào)調(diào)理電路的設(shè)計(jì)技術(shù)和PGA309補(bǔ)償軟件的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)。硬件方面，根據(jù)總體方案設(shè)計(jì)了以信號(hào)調(diào)理芯片PGA309為核心的補(bǔ)償電路和以XTR115為核心的4-20mA電流轉(zhuǎn)換電路。軟件方面，采用VC++開(kāi)發(fā)的PGA309誤差補(bǔ)償軟件可以在任何Windows操作系統(tǒng)上運(yùn)行。功能安全壓力PILZ變送器的驗(yàn)證技術(shù)，是在標(biāo)準(zhǔn)IEC61508的指導(dǎo)下，對(duì)功能安全壓力PILZ變送器的設(shè)計(jì)進(jìn)行分析，驗(yàn)證其是否滿足安全完整性等級(jí)的要求，是功能安全壓力PILZ變送器整個(gè)開(kāi)發(fā)過(guò)程中*的環(huán)節(jié)。通過(guò)驗(yàn)證技術(shù)的實(shí)施，可以大大降低產(chǎn)品投入實(shí)際生產(chǎn)應(yīng)用過(guò)程中產(chǎn)生的風(fēng)險(xiǎn)概率，提高安全性能，從而大大降低成本。 研究了功能安全驗(yàn)證技術(shù)的理論基礎(chǔ)，主要包括安全完整性等級(jí)與物理結(jié)構(gòu)理論、硬件安全完整性等級(jí)計(jì)算方法、軟件驗(yàn)證過(guò)程中的白盒測(cè)試與黑盒測(cè)試方法。在此基礎(chǔ)上，從硬件、軟件、軟硬件結(jié)合三個(gè)角度，對(duì)功能安全壓力PILZ變送器的進(jìn)行驗(yàn)證方法的研究和相關(guān)應(yīng)用的闡述。首先，在硬件驗(yàn)證方面，利用FMEDA分析法對(duì)各個(gè)部件進(jìn)行安全失效分析，設(shè)計(jì)具體的診斷措施，通過(guò)對(duì)硬件安全完整性等級(jí)計(jì)算方法的研究得出適用于本次驗(yàn)證的計(jì)算方法，結(jié)合具體的分析數(shù)據(jù)驗(yàn)證硬件的安全完整性等級(jí)。其次，在軟件驗(yàn)證方面，利用人工與自動(dòng)軟件相結(jié)合的方法對(duì)軟件設(shè)計(jì)進(jìn)行的靜態(tài)測(cè)試分析與動(dòng)態(tài)測(cè)試分析。zui后，在集成測(cè)試方面，對(duì)測(cè)試平臺(tái)的搭建進(jìn)行了說(shuō)明，從功能安全、輸入與輸出、電源、診斷、環(huán)境條件等角度進(jìn)行性能測(cè)試分析。在功能安全壓力PILZ變送器的設(shè)計(jì)開(kāi)發(fā)過(guò)程中，通過(guò)驗(yàn)證技術(shù)與安全設(shè)計(jì)技術(shù)的結(jié)合，使得硬件滿足安全完整性等級(jí)SIL2要求，軟件滿足安全完整性等級(jí)SIL3要求。

PGA309實(shí)現(xiàn)的高精度壓力皮爾茲PILZ變送器
通過(guò)PC的串行接口實(shí)現(xiàn)了計(jì)算機(jī)與PGA309、EEPROM的通訊；數(shù)據(jù)處理過(guò)程基本實(shí)現(xiàn)了PGA309補(bǔ)償過(guò)程的自動(dòng)化；操作的人機(jī)界面簡(jiǎn)單、友好。該P(yáng)ILZ變送器經(jīng)硬件、軟件調(diào)試后，通過(guò)測(cè)試，運(yùn)行穩(wěn)定、可靠。對(duì)測(cè)定數(shù)據(jù)進(jìn)行誤差分析后，它的功能和性能指標(biāo)達(dá)到了設(shè)計(jì)要求。