Honeywell MN15-2322 User Manual

Honeywell

SMART

智能型 压力传感器

将压敏电阻压力传感元件与微型计算器和数字信号处理组合起来获得一种既精确又易使用的传感器

鲍尔

择一台精确测量系统
(总误差预算小于 1%)

选

上说
能迅速找到一台适应应用需要
的传感器那样简单的事情
工作往往被许多因素搞得复杂
化
并且会在传感器和它的系统接
口中隐藏有误差源
选择单个元件-传感器-而且还要
定义由许多元件组成的整个测
量系统(每个元件都有其自身的
误差)
度不能简单地根据传感器内含
的精度来确定
的分析和测试予以确定

此外
时
为其它单位以便显示
转换通常会使硬件变得复杂化
使它仅适用于一个单一功能

本文中介绍的 SMART 压力传感
器提供了一种精确测量压力的系
统方法
计师从研究
性能的工作中解放出来
传感器是将三种技术融为一体的
结果
计算机和数字信号处理
温度效应和非线性度提供补偿
而且还能在测量系统的传感器端

Honeywell/Commercial Switch-Sensor 霍尼韦尔开关与传感器 1

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用的压力传感器传统

并不是一件查一下目录就

选择

其中技术规格往往靠不住

不仅有必要

因此 压力测量系统的精

而必须通过耗时

当用大气压测量飞机的高度

常常需要将压力测量结果转换

这种非线性

这种传感器能使系统设

定义和验证传感器

SMART

压敏电阻传感元件 微型

它可为

B.杜普依斯 (Honeywell 军用航空电子部)

MN15-2322;HVN 542-5965

提供换算并转换为用户需要的单

这种传感器以定义系统中性

位

并

能的单精度数为特点
得

没有任何隐藏误差源
SMART 传感器的主要优点是
环境范围内具有优越的性能
期极佳的稳定性
测量误差
器的数字数据多路传输到公用导
线对上
如压力和高度

设计师的问题

传统上选择传感器一直是与建
立压力测量系统有关的一个非
常耗时的工作
差源和未披露的性能指标
多影响因素中必须进行考虑的
几项是
间的漂移
校准精度以及动态压力和温度
变化对系统精度的影响

一旦选定传感器
选择或设计模拟信号调节电子设
备

系统的这部分设备需要完成几
项功能
低电平输出信号
个可用格式以便消除接口接线上
的噪声
任何静电或热感应的零点和量程
误差
必须校正压力非线性度
在通过时模拟元件用于对传感器

能将来自若干台传感

并能同时输出多个参数

有无数隐藏的误

零点和量程随温度和时

可重复性 稳定性

首先 必须放大传感器的

其次 必须校正传感器上

最后信号调节电子设备往往

所见即所

接口不会感生

下一项工作就是

并将它转换为一

应当注意

在
长

在许

的缺陷进行补偿而接口电子设备
本身又是附加的热误差源和长期
误差源

信号调节级的输出是一个模拟
信号
在 0 至 10 伏或 4 至 20 毫安之间
电压输出模式常被用在紧凑式
系统中
电独立于输出信号
式常用于传感器的定位与用户
系统相隔一定距离的应用场合
采用这种模式时 电源和信号都
是通过相同的导线对传送的
感器将它的电源线电流调制为
模拟输出信号

压力测量系统设计师的最后一
项工作就是为用户系统定义接
口
用中
据传输格式转换为一种数字格
式
集和控制系统
置使用

从这个观点来看
应用不是取决于单个元件而是
取决于由许多独立元件组成的
整个系统
型的测量和控制系统的一部分
这种方法的缺点是 传感元件和
终端系统用户之间的模拟误差
源的累积

或是电压或是电流 一般

在该系统中传感器的供

电流回路方

在过去十年设计的大多数应

这个接口一直是将模拟数

供以计算机为基础的数据采

或数字式显示装

传统的传感器

该系统本身通常是大

SMART 压力传感器

传

成套压力传感器系统被安装在一个皮托管上
一飞行中飞机的空气流中
压力或环境压力
该模块正在波音公司的下一代新技术演示飞机上工作

另一种是监测与飞机速度有关的动压力 现在

用于 A320 空中客车的空气数据模块与前一张插图中示出的模块
相似
块

但未安装在皮托管上 每架空中客车安装了 8 个这样的模

可为 Honeywell 空气数据惯性参照系统提供压力测量

通过提供各种传感功能
节功能

对热效应进行补偿和密

信号调

封测量点处的用户装置克服了这

传感器的用途有两种 一种是测量静

皮托管延伸到流过

个缺点

然后传感器通过一个抗
噪声数字的接口将数据发送给
用户

Honeywell

三个例子
SMART 压力传感器的开发一直

受到霍尼韦尔公司内部数个机
构的鼓励促进

前商业航空部
防御系统组 军用航空电子设备
部

工业控制设备部 固态电子
设备部 系统研究中心以及海底
系统部

通过这种协作开发的两
种 SMART 传感器显示在本页的
插图中

其中一个传感器是装在皮托管
上的远程空气数据模块于 1985
年交付给波音公司作飞行试验
用

目前 此传感器正在他们的

下一代技术演示飞机上工作

一
个未安装在皮托管上的等效传
感器自 1986 年开始

它用于由
霍尼韦尔公司空运系统部为
A320 空中客车制造的空气数据
惯性参照系统

已经证实 其标
准传送性能一般优于整个压力
和温度环境内满刻度总误差带
的

另一个 SMART 传感

0.01

器是 1983-84 年为检测 MK-46
鱼雷的深度而研制的
利用了一个辅助模拟输出

这个应用

工作原理

在这些传感器中使用的固态传
感器均基于(1-0-0)硅中的压敏电
阻效应

电桥输出信号的振幅是压力和
温度的函数
所示

随这个 “原”传感器输出而
变的高温是不妥当的
随温度变化的元件

如 77 页上插图中

最明显的

实际上是由
于传感器膜片随温度升高而 “软
化”造成的
现的随温度变化的误差

为了校正这种重复出

在电路
芯片上提供了一个热敏电阻器
将这个电阻器测得的温度供模
拟算法使用再对传感器内的随

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