【经验】如何实现全数字MEMS压力传感器的自动调零？

时间： 2019-09-03 来源：世强作者：一棵松

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【摘要】智能型压力传感器如何定期进行自动校准？SMI 压力传感器 SM3041通过算法可以解决这个问题。SM3041是一款全数字MEMS压力传感器，可以通过I2C与MCU进行通信，彻底解决零点漂移问题，具有优于1%的初始精度和生命周期内小于1%的精度偏移量。本文详细表述了其自动调零所需的条件及具体的操作步骤。

工业自动化、仪表产品更新换代对产品的可靠性、耐久性提出了更准确的技术标准。在新的测量传感器和仪表产品中必须进行在线校准和调零已经成为市场新的需求。以往技术只是在出厂时做一次调零校准，而压力传感器在使用过程中会因为环境等因素导致偏差，所以智能型压力传感器均需要自动调零技术，也就是说定期进行自动校准。世强代理的SMI压力传感器SM3041通过算法可以解决这个问题。

SM3041是一款全数字MEMS压力传感器，采用先进的硅片技术和CMOS混合信号处理技术。其可以通过I2C与MCU进行通信，彻底解决零点漂移问题。由于优于1%的初始精度和生命周期内小于1%的精度偏移量，使其赢得了工程师们的青睐。

图1：SM3041压力传感器

SM3041自动调零所需条件：

1）本操作适合气体温度变化范围为5℃-10℃，气体压力已经进入压力传感器中，并且和SM3041的硬件电路是在相同条件下进行标定的，可参考图2框图。

2）在0pa时，读取SM3041的读数值V01、温度值T1。

3）让标准气压计加压到P，读取此时SM3041的读数值Vp1，并且减去V01，获得Vp值。根据初始标定的灵敏度可以计算出压力值。

图2：SM3041的调零电路框图

SM3041的自动调零步骤：

步骤1：在压力为0psi，温度为T1环境下，读取SM3041的测量压力值为P01，储存新的零点补偿数值。

步骤2：在压力为Apsi，温度为T1环境下，读取SM3041的测量压力值为PA1，计算新的压力值PA= PA1- P01。

步骤3：在压力为Bpsi，温度为T1环境下，读取SM3041的测量压力值为PB1，计算新的压力值PB=PB1-P01。

步骤4：当出现下面情况时候，请重复步骤1的实验过程。

1）当温度值T1变化(增加或者减少)超过5℃。

2）当SM3041在某些特性时候，出现了读数为0psi。比如说系统在上电/下电过程中。

上述实验过程可以用下面的图来表示，其实就是在气体温度变化不超过5℃下，只要重新标定一下量程、0点读数即可。

图3：SM3041的0点标定示意图

从上图可以清楚看到，只要环境温度(气体温度)T1-T2超过±5℃，通过上述操作过程就可以实现在线自动化调零。而在实际产品中，可以通过MCU的定时器功能定期进行调零检测。

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全部评论（3）

Mia Lv8 2020-03-16

SMI的压力传感器SM9541上电多久可以稳定工作，零点漂移会漂多大？
- 用户97967577回复： SMI的压力传感器SM9541上电就测量，基本测量周期是小于1ms，通过呼吸机案例中测试来看，SM9541一般会在2ms-4ms基本会稳定输出。
  查看全部2条回复
三3三 Lv8. 研究员 2018-07-04

价格有点贵啊～～～
Chandler Lv8 2018-03-03

支持下

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