地面气象六要素智能采集系统 第11页
PD1、PD0：选择时钟和低功耗模式，其设置如表所示：
表：时钟和功耗选择
PD1 PD0 说明
0 0 正常工作，外部时钟模式
0 1 正常工作，内部时钟模式
1 0 后备低功耗模式，不影响时钟模式
1 1 低功耗模式，不影响时钟模式
ACQMOD：选择采集方式，0为内部控制采集，1为外部控制采集。
RNG、BIP：RNG位选择输入端的满量程电压范围，BIP位选择单极性和双极性转换模式。其设置如下表所示：
表：量程和极性和选择
BIP RNG 输入范围
0 0 0～5V
0 1 0～10V
1 0  V

1 0  V

A2、A1、A0：用于选择多路输入/输出的地址。其设置如下表所示：
表：通道选择
A2 A1 A0 CH0 CH1 CH2 CH3 CH4 CH5
0 0 0 *     
0 0 1  *    
0 1 0   *   
0 1 1    *  
1 0 0     * 
1 0 1      *
4.3传感器电路
4.3.1AD620芯片概述
 
AD620是低价格、低功耗的仪器放大器。应用简单，仅仅只要根据给定公式，选取合适的外围电阻即可得到需要的放大倍数，放大倍数在 1～1000之间；输入范围宽（ ）低功耗；最大工作电流是1.3mA；
4.3.2温度、压力、湿度以及硅压阻信号的采集电路
温度、压力、湿度以及硅压阻信号是模拟信号，其中温度、压力和硅压阻是根据桥路设计，输出为压差，使用AD620放大器放大，放大后连接到A/D转换器进行数据采集。湿度传感器输出量为电压值，由于其阻抗与A/D转换器不匹配，要经过AD620进行数据跟随，使得阻抗匹配，满足数据采集的要求。
4.3.2.1温度传感器采集电路和误差分析
1）温度传感器的测量电路（信号调理电路）功能是将随温度变化的电阻值变量转换为电压信号。本系统采用了三线不平衡电桥测量线路，其电路图如下图：
 
2）电桥可用来测量电阻值，通常由于导线电阻的介入会引起误差，在设计电路板时，导线尽可能的粗、短。这样可以忽略导线引入的测量误差。
根据上图可以看出，从AD620输出的电压值 利用以下公式计算得出：
 
根据设计可知R5=R4＝2400(精度千分之一)，R3＝100（精度1/1000），R6＝390（精度1/1000），U=5V（精度1.5/1000），Rt测量误差为所以根据计算结果可知
 
已知各个参量的系统误差 ，从而可以近似得到函数的系统误差 为
 
假设测量到的电阻值为真值，有以下公式：
 
 ＝ ＝ ＝0.001。最大测量误差Rt为最大值时Rt为123.24欧，Rt为最小值时Rt为76.34欧的系统误差为：
Rt为最大值时误差为 为：
Rt为100时误差为 为： ，
Rt为最小值时误差为 为：
根据以上的计算结果可以知道，由于电路引起的误差很小，可以满足要求，所以电路引起的误差可以不计。
4.3.2.2压力器采集电路和误差分析
1）24PC系列绝压传感器1脚：标准电压，2脚：输出（+），3脚：模拟地，4脚：输出（－），输出是差分信号，可以直接连接到差分放大器上，输出正电压到A/D。
 
2）当选择一个压力传感器时，总误差影响是重要的，下面对压力采集电路的误差进行分析和处理。
根据选取得传感器参量可以知道其误差如下表：
误差来源 误差典型值 计算公式 计算结果
零点漂移 0.002V  X100％
0.1％
量程误差 0.03   X100％
0.6％
线性度   0.25％
重复性&迟滞   0.15％
全年漂移   0.5％
总误差  
0.84％
最坏情况  0.1+0.6+0.25+0.15+0.5 1.6％
4.3.2.3湿度传感器采集电路和误差分析
1）湿度传感器输出的是电压信号,输出范围宽,不用再放大,由于其输出和A/D转换器的阻抗不兼容,因此进行了如下电路设计,使得阻抗得以匹配。

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