摘 要:作为防护系统的重要组成部分，差压变送器可实时检测密闭空间的内、外压力差，并得到广泛应用。本文简要介绍了 SDP-1000L 微差压传感器的功能特性及其工作原理，并以该型号差压传感器为例，详细阐述了一款基于 STC15F2K56S2 单片机的差压变送器设计应用。RQB压力变送器_差压变送器_液位变送器_温度变送器
差压变送器利用微差压传感器的基本特性，实时检测方舱内、外的压力差，并将其转换为成比例的电信号，利用放大电路对该信号进行放大处理，再经过 A/D 变换后，将对应的数字信号由单片机进行处理，#后通过单片机串口和 ＲS232 电平转换电路，形成标准的 ＲS232 接口，将处理信号输出到上位机。变送器框图如图 1 所示。
1 微差压传感器 SDP-1000L 特性简介
SDP-1000L 微差压传感器是一种气体差压传感器，量程为 － 5 Pa ～ 125 Pa。该传感器的制作材质采用防化学腐蚀的 PPS，具有宽量程比，零漂移，长期稳定性好等优点。
该差压传感器只需直流 5 V 的电源供电，输出为直流 0． 25 V ～ 4 V。虽然输出为模拟电压，但其内部线性化和温度补偿电路均为数字化实现，因此精度和分辨率相当高(可达 0． 05 Pa)，并且受外界温度影响很小。其lingxian的性能在于将传感元件和信号放大及 A/D 转换电路集成到同一块硅芯片上，用热传感元件来测量差压。与其它热差压传感器相比，所需空气量极少，即使在恶劣环境中，操作也同样安全可靠，同膜片传感器相比，量程更宽，性能更稳定，在低差压段的重复性极好。此外，SDP-1000L可耐瞬时的较大压力，对安装方向不敏感。
SDP-1000L 精密的内置温度补偿电路是通过PTAT 能隙基准温度传感器，测得芯片上的温度，再反馈到传感器芯片进行数据处理，而不需要外部温度补偿。
SDP-1000L 差压受周围空气密度影响，因此受海拔高度影响，校正补偿公式如下:
其中，P eff 是受影响后的差压，P sensor 是 SDP-1000L 的指示压力，P cal 是校准环境的绝压，P amb 是实际环境的绝压。校正系数如表 1 所示。
2 硬件设计
2． 1 信号放大电路
在本设计应用中，信号放大电路选用高精度运算放大器 LT1078，其功能是精密放大处理微差压传感器 SDP-1000L 的输出电信号，使处理后的电信号与接收该信号的变送器核心单元—单片机相匹配。集成运放是一个双端输入、单端输出，具有高差模放大倍数，高输入电阻，低输出电阻，能较好地抑制温漂的差动放大电路。该信号放大处理电路如图 2所示，电信号 Vin 经两级放大、滤波、限幅后，输出端电压 Vadc，公式如下:
2． 2 单片机及 ＲS232 电平转换电路
本设计电路如图 3 所示。
微差压传感器 SDP-1000L 的输出电信号经运算放大器放大处理后，由单片机 A/D 接口输入至单片机处理，通过单片机串口和 ＲS232 电平转换电路，形成标准的 ＲS232 接口输出。
本 电 路 采 用 STC 公 司 生 产 的 单 片 机STC15F2K56S2，是一款高速、高可靠、低功耗、很强抗干扰的新一代 8051 单片机。它采用第八代加密技术很好加密，指令代码完全兼容传统 8051 单片机，而速度较之传统的单片机要快 8 倍 ～12 倍。其工作电压为直流 5． 5 V ～3． 8 V(本设计选用 5 V)，具有丰富的内部硬件资源，几乎覆盖了数据采集和控制中所需的所有单元模块，包含捕获/比较单元CCP/PWM/PCA、高 速 10 位 A/D 转 换、大 容 量SＲAM/EEPＲOM、SCI/SPI 接口等。目前，该单片机已被广泛应用于各种多串行口通信电路，电机控制电路及有很强干扰的场合。
图 3 所示电路中，STC15F2K56S2 采用了外部复位电路，使其具有手动复位功能;在 Vcc 和 GND之间增加电源去耦电容，可去除电源线噪声，提高抗干扰能力。
3 软件设计
软件设计部分主要由主程序和 T0 定时器中断程序组成。
软件流程如图 4，图 5 所示。
4 结论
本差压变送器作为某防护系统的重要组成部分，目前已被广泛应用于各类具有差压变化特性的控制系统，主要用于实时检测密闭空间的内、外压力差。经实际考核验证，该变送器操作简单，使用方便，工作可靠，具有良好的社会效益和经济效益。
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