ATmega128单片机的压力标定系统软硬件设计(2)
5数据处理以及误差分析 31
5.1 实验 31
5.2 误差分析 32
5.2.1误差分析理论 32
5.2.2实验结果分析 34
5.3 线性回归方程显著性检验 34
1 绪论
1.1 课题研究的背景
压力传感器是工业实践中最为常用的一种传感器，其广泛应用于各种工业自控环境，涉及水利水电、铁路交通、智能建筑、生产自控、航空航天、军工、石化、油井、电力、船舶、机床、管道等众多行业[1]。随着使用时间的增加，需要对传感器进行标定，以此保证测量的精度。一般对传感器的标定是在质检部门，利用其高精度的标定设备来进行标定，在投入使用过程中，不可避免的会产生误差，在另一方面，操作人员往往需要结合工业现场的温度和湿度下进行标定，使结果更加的准确，因此本文设计出便携式压力传感器标定系统来解决这些问题。
标定压力传感器的方法有很多，本文所采用的方法是用一个较高精度的压力传感器得到的标定量作为已知量，通过和被标定传感器得到的标定量做比较，因此得到激励和响应的对应关系，即得到标定系数，并且通过硬件和软件的设计，减小系统所带来的误差，提高了传感器使用的精度。压力传感器的标定过程是不可或缺的，是压力传感器应用前必要的环节，是得到精准观测数据的保证。
对标定系统的研究在这几年也是日益增加。1940年以后，对压力传感器标定系统的研究有了显著的增加，随着工业化程度的进展，对精度和准确度要求的提高，对压力传感器标定的研究有了很大的发展。压力传感器标定系统一般由信号采集、处理电路、显示控制电路以及与上位机的通讯组成[2-5]。为了实现标定的简洁性，一方面利用单片机的存储运算功能而设计的标定系统来代替较大设备完成的标定工作，另一方面，对系统有体积小、精度高的要求，并利用键盘和显示器进行人机交互，方面现场的使用。由于这些特点，便携式压力标定系统的研究和发展在近几年有了显著的提高。
南京理工大学自行研制的水下高压应变式压力传感器在国内外的技术处于领先地位，本文对传感器的制作部分叙述较小，利用实验室的标准压力传感器来进行相关的实验验证。主要是设计了硬软件标定系统，方便在工业现场能够进行标定使用，系统主要有硬件和软件部分，硬件包括信号处理电路，稳压供电模块，数据存储和传输等模块，而在软件上，通过对下位机和上位机的开发，能够很好的实现现场标定的任务，做到实时显示，这在工业现场有很大的应用前景。
1.2国内外相关技术的发展
1.3论文组织结构
查阅资料，由于传统的压力传感器在常规标定过程中局限于空间，难以满足在现场标定的需求，所以提出设计并且制作便携式标定系统的方法，而且进行相关的实验，对其数据近一步验证，对系统的可靠性作出判断。在了解国内外压力传感器标定系统的基础上，进行设计适用于现场压力传感器标定装置，包括原理图设计、制版、焊接及实验调试，编写底层程序，电路板功能应正常。通过论文的学习掌握简单的硬件设计，熟悉底层软件的编写。
本文工作安排：
第一章：绪论。简述了国内外的相关技术以及相应的产品，课题研究的背景，本实验采取的标定方法，便携式系统的由来和提出。
第二章：便携式压力传感器标定系统的总体设计过程，介绍了下位机软硬件系统和上位机系统的方案。
第三章：下位机系统设计。根据要求，进行处理器芯片、传感器等器件的选型，并设计标定系统的硬件电路和下位机软件。