ZMD31010校準(zhǔn)流程和DLL說(shuō)明..

1、ZMD31010RBic 低成本傳感器信號(hào)處理器RBiCLiteTM校準(zhǔn)流程和 DLL 說(shuō)明I1 DLL 文件的使用. 11.1輸出函數(shù). 11.1.1計(jì)算函數(shù). 11.1.2其它函數(shù). 51.2結(jié)構(gòu)體介紹. 61.2.1 CalPoint. 61.2.2 CCoeffs. 72 校準(zhǔn)過(guò)程. 82.1概述. 82.2 Setup . 92.2.1 RBicLiteTM的 ID. 92.3采集數(shù)據(jù). 102.4修正參數(shù)計(jì)算. 113 校準(zhǔn)點(diǎn)的期望位置 . 124 舉例. 134.1校準(zhǔn)流程圖. 134.2源程序（2 點(diǎn)校準(zhǔn)）. 141RBiCLiteTMa準(zhǔn)流程和 DLL 說(shuō)明1 DLL 文件的

2、使用調(diào)用 DLL 文件中的功能函數(shù)，必須使用 C 語(yǔ)言的調(diào)用機(jī)制。在調(diào)用功能函數(shù) 時(shí)，傳遞參數(shù)可采用結(jié)構(gòu)體類(lèi)型，也可采用數(shù)組類(lèi)型以便更好兼容不同程序語(yǔ)言。1.1 輸出函數(shù)DLL 中的功能函數(shù)，都有兩個(gè)版本(結(jié)構(gòu)體類(lèi)型和數(shù)組類(lèi)型)。函數(shù)名稱(chēng)中 不含有“ _Arr ”字樣的是結(jié)構(gòu)體類(lèi)型。1.1.1計(jì)算函數(shù)1.1.1.1結(jié)構(gòu)體格式(名稱(chēng)中不含“ _Arr ”)int calc2pt(CCoeffs *vals,CalPoint points2)in t calc3ptBr(CCoeffs *vals,CalPoi nt poi nts3)in t calc3ptTco(CCoeffs *vals,C

3、alPoi nt poi nts3)in t calc3ptTcg(CCoeffs *vals,CalPoi nt poi nts3)in t calc4ptTcoTcg(CCoeffs *vals,CalPoi nt poi nts4)int calc4ptSotBrTco (CCoeffs *vals,CalPoint points4)in t calc4ptSotBrTcg(CCoeffs *vals,CalPoi nt poi nts4)int calc5ptSotBr(CCoeffs *vals,CalPoint points5)in t calc5ptSotTco(CCoeffs

4、*vals,CalPoi nt poi nts5)in t calc5ptSotTcg(CCoeffs *vals,CalPoi nt poi nts5)功能描述：函數(shù)的主要功能是計(jì)算 RBiCLiteTM的修正參數(shù)。若需要修正溫度，函數(shù)會(huì)根 據(jù)數(shù)據(jù)點(diǎn)自動(dòng)算出溫度的修正參數(shù)。傳遞參數(shù)時(shí)數(shù)據(jù)點(diǎn)(points)不需要另外存儲(chǔ)，因?yàn)檎{(diào)用的函數(shù)不會(huì)改變其數(shù)值。函數(shù)聲明：2Int calcXXX(CCoeffs *vals, CalPoint points)參數(shù) 1:CCoeffs *valsCCoeffs 結(jié)構(gòu)的指針，指向一個(gè) CCoeffs 對(duì)象。計(jì)算出的修正參數(shù)存儲(chǔ)在此 結(jié)構(gòu)體對(duì)象中，無(wú)需計(jì)算的修

5、正參數(shù)缺省值為0。參數(shù) 2：CalPoi nt poi ntsCalPoi nt 對(duì)象的數(shù)組，不需要另外存儲(chǔ)。返回值：0計(jì)算成功1gainb、offsetb 等參數(shù)超出范圍2 sot 超出范圍3 tcg 超出范圍4 tco 超出范圍1.1.1.2數(shù)組格式的調(diào)用函數(shù)in t calc2pt_Arr(double vals10,double b2,double raw2)int calc3ptBr_Arr(double vals10,double b3,double raw3)in t calc3ptTco_Arr(double vals10,double b3,double t3,double

6、raw3,double tr3)in t calc3ptTcg_Arr(double vals10,double b3, double t3,double raw3 ,double tr3)int calc4ptTcoTcg_Arr(double vals10,double b4, double t4,double raw4 ,double tr4)in t calc4ptSotBrTco_Arr(double vals10,double b4, double t4,double raw4 ,double tr4)in t calc4ptSotBrTcg_Arr(double vals10,d

7、ouble b4, double t4,double raw4 ,double tr4)in t calc5ptSotBr_Arr(double vals10,double b5, double t5,3double raw5 ,double tr5)int calc5ptSotTco_Arr(double vals10,double b5, double t5,double raw5 ,double tr5)in t calc5ptSotTcg_Arr(double vals10,double b5, double t5,double raw5 ,double tr5)功能描述：“_Arr”

8、函數(shù)去除了使用結(jié)構(gòu)體調(diào)用時(shí)數(shù)據(jù)格式的限制， 增強(qiáng)了程序的兼容性。通常，它和相對(duì)應(yīng)的結(jié)構(gòu)體格式的函數(shù)功能相同，計(jì)算出的數(shù)值也是對(duì)等的。函數(shù)聲明：1Int calcXXX_Arr( double vals10,double b,double t,1double raw ,double tr )注：上標(biāo)“ T 表示 t、tr 在 calc2pt 和 calc3ptBr 中沒(méi)有使用。參數(shù) 1: double vals10計(jì)算出的修正參數(shù)存儲(chǔ)在此數(shù)組中，無(wú)需計(jì)算的修正參數(shù)缺省值為0。數(shù)組中每一項(xiàng)的含義如下：val0=d_ga inbval1=d_ga intval2=d_offsetbval3=d_of

9、fsettval4=d_sotval5=d_tcgval6=d_tcoval7=d_tsetlval8=tc_cfg在此版本程序中沒(méi)有計(jì)算val0=sot_cfg計(jì)算出的數(shù)據(jù)并不是 RBICLite 格式，因此，將數(shù)據(jù)寫(xiě)入 EEPROM 前需調(diào)用“convertToLite ()” 函數(shù)。參數(shù) 2-5：數(shù)據(jù)點(diǎn)數(shù)組，上文中的一個(gè)“ Point 0”對(duì)象和 b0、t0、raw0、tr0相當(dāng)。4這里注意，數(shù)組的下標(biāo)要保持一致，不能出錯(cuò)。數(shù)組的大小應(yīng)大于或等于數(shù)據(jù)點(diǎn) 的個(gè)數(shù)。b橋信號(hào)的理想值 t溫度的理想值 raw橋信號(hào)的原始值 tr溫度的原始值返回值:0 計(jì)算成功1 gainb、offsetb 等參

10、數(shù)超出范圍1.1.1.3功能函數(shù)表函數(shù)聲明描述計(jì)算的參數(shù)int calc2pt(CCoeffs *vals,CalPoint points2)int calc2pt_Arr(double *vals10,double b2,double raw2)對(duì)橋信號(hào)增益、偏 移量進(jìn)行修正。不 考慮溫度影響。gain b,offsetbsot_cfgint calc3ptBr(CCoeffs *vals,CalPoi nt poi nts3)int calc3ptBr_Arr(double vals10,double b3,double raw3)橋信號(hào)的二階非 線(xiàn)性修正。不考慮 溫度影響。gain b,

11、offsetbsot(br),sot_cfgint calc3ptTco(CCoeffs *vals,CalPoint points3)int calc3ptTco_Arr(double vals10,double b3,double t3, doubleraw3,double tr3)橋信號(hào)偏移量修 正?？紤]溫度影 響。gain b,offsetbtco, sot_cfgint calc3ptTcg(CCoeffs *vals,CalPoint points3) intcalc3ptTcg_Arr(double vals10,double b3, double t3, doubleraw3

12、,double tr3)橋信號(hào)增益修正。 考慮溫度影響。gain b,offsetbtcg, sot_cfgint calc4ptTcoTcg(CCoeffs *vals,CalPoi nt poi nts4) intcalc4ptTcoTcg_Arr(double vals10,double b4, double t4,doubleraw4 ,double tr4)橋信號(hào)偏移量、增 益修正。考慮溫度 影響。gain b,offsetbtco,tcg sot cfgint calc4ptSotBrTco(CCoeffs *vals,CalPoi nt poi nts4) intcalc4ptS

13、otBrTco_Arr(double vals10,double b4, doublet4,double raw4 ,double tr4)二階非線(xiàn)性、偏移 量修正?？紤]溫度 影響。gain b,offsetbtco, sot(br) sotcfgint calc4ptSotBrTcg(CCoeffs *vals,CalPoi nt poi nts4) intcalc4ptSotBrTcg_Arr(double vals10,double b4, doublet4,double raw4 ,double tr4)二階非線(xiàn)性、增益 修正?？紤]溫度影 響。gain b,offsetbtcg,sot

14、(br),sotcfgint calc5ptSotBr(CCoeffs *vals,CalPoint points5) intcalc5ptSotBr_Arr(double vals10,double b5, double t5,doubleraw5 ,double tr5)二階非線(xiàn)性、增 益、偏移量修正。 考慮溫度影響。gain b,offsetbtco,tcg sot(br),sot cfgint calc5ptSotTco(CCoeffs *vals,CalPoint points5) intcalc5ptSotTco_Arr(double vals10,double b5, doubl

15、e t5,doubleraw5 ,double tr5)二階偏移量、增益 修正?？紤]溫度影 響。gain b,offsetbtco,tcg,sot(tco),sot_cfg5int calc5ptSotTcg(CCoeffs *vals,CalPoint points5) intcalc5ptSotTcg_Arr(double vals10,double b5, double t5,doubleraw5 ,double tr5)二階增益、偏移量 修正。考慮溫度影 響。gain b,offsetbtco,tcg,sot(tcg)，sot cfg1.1.2其它函數(shù)1.1.2.1 SortPoi n

16、ts功能描述：缺省情況下，此函數(shù)以 CalPoint 的第三個(gè)參數(shù)(溫度)對(duì) CalPoint 數(shù)組進(jìn)行 排序，此函數(shù)并不是每次必須調(diào)用的。函數(shù)聲明：void sortPo in ts(CalPo int p, int nu mPo in ts, bool byTemp)參數(shù) 1: CalPoint p需要排列的數(shù)組參數(shù) 2： int numPoints排列點(diǎn)的個(gè)數(shù)參數(shù) 3： bool byTemp為“true”時(shí)，數(shù)組以溫度值進(jìn)行排序。若溫度值相同，則以信號(hào)原始值大 小排序。為“false”時(shí)，數(shù)組以信號(hào)原始值大小排序。1.1.2.2 Co nvertToLite功能描述：將“_Arr”函數(shù)

17、的計(jì)算值轉(zhuǎn)換為 RBIClite 格式。使用“ _Arr”函數(shù)時(shí)，在將 修正參數(shù)寫(xiě)入EEPROM之前調(diào)用此函數(shù)； 若使用非“ _Arr”函數(shù)， 不需進(jìn)行此 操作， 因?yàn)?CCoeffs中已含有 RBIClite 格式數(shù)據(jù)。函數(shù)聲明：int convertToLite(int outVals10, double inVals10)參數(shù) 1: int outVals10存放轉(zhuǎn)換后數(shù)據(jù)的數(shù)組。 寫(xiě)入 EEPROM 中的數(shù)據(jù)長(zhǎng)度為 1 個(gè)字節(jié) （如要寫(xiě) 入 ValsO,6寫(xiě)入值=outVals0&OxOOFF）。outVals0= gai nboutVals1= gai ntoutVals2=

18、 offsetboutVals3= offsettoutVals4= sotoutVals5 = tcgoutVals6 = tcooutVals7 = tsetloutVals8 = tc_cfgoutVals9= sot_cfg參數(shù) 2： double inVals10需要轉(zhuǎn)換的數(shù)據(jù)。數(shù)據(jù)的順序和輸出數(shù)據(jù)的順序相同（參見(jiàn)上面函數(shù)的輸出 數(shù)組）。返回值：0 成功2 sot 超出范圍3 tcg 超出范圍4 tco 超出范圍1.2 結(jié)構(gòu)體介紹定義結(jié)構(gòu)體類(lèi)型的目的是為了簡(jiǎn)化程序。在 DLL 中同樣也存在相對(duì)應(yīng)的數(shù)組格式的調(diào)用函數(shù)。1.2.1 CalPoi nt功能描述：CalPoint 結(jié)構(gòu)包含

19、4 個(gè) double 型變量，分別代表每個(gè)數(shù)據(jù)點(diǎn)的 4 個(gè)數(shù)值：橋7信號(hào)理想值、橋信號(hào)原始值、溫度理想值、溫度原始值。若不進(jìn)行溫度校準(zhǔn)，則相應(yīng)變量的缺省值為零結(jié)構(gòu)體聲明：struct CalPoi ntdouble bdouble tdouble trdouble raw1.2.2 CCoeffs功能描述：CCoeffs 結(jié)構(gòu)中含有公式計(jì)算出的“double”型變量和要寫(xiě)入 EEPROM 中的“int”型變量，若變量名稱(chēng)含有“ d_”即為“ double”型變量。寫(xiě)入 EEPROM 中的“int”型變量并不一定就是寫(xiě)入 EEPROM 中的實(shí)際值，因?yàn)閷?shí)際值受字節(jié) 長(zhǎng)度（1 字節(jié)）限制：若寫(xiě)入值

20、超出范圍，則實(shí)際寫(xiě)入值應(yīng)為“OxOOFF”。結(jié)構(gòu)體聲明：struct CCoeffsint gainbint offsetbint tcoint tcgint sotint sot_cfgint tc_cfgint gaintint offsetint tsetl double d_ga inb double d offsetbdouble d_tco double d sotBR double d_sot_TCO8double d_tc_sotTCGdouble d_ga intdouble d_offset double d_tsetltc_cfg: bit 0 tco 為負(fù)bit 1放大

21、因子（x8）bit 2 tcg 為負(fù)sot_cfg: =0 sot 為橋信號(hào)二階修正參數(shù)=1 sot 為 Tcg 二階修正參數(shù)=2 sot 為 Tco 二階修正參數(shù)2 校準(zhǔn)過(guò)程2.1 概述RBiCLite可和多種阻抗類(lèi)橋式傳感器組合，這里假定它和一壓力橋式傳感 器連接，其校準(zhǔn)過(guò)程敘述如下。校準(zhǔn)需采集幾組不同的標(biāo)定數(shù)據(jù)，標(biāo)定值可通過(guò)以下方法獲得：將傳感器放 入已知壓力和溫度的環(huán)境中，讀取傳感器測(cè)量的原始值（未經(jīng)修正），重復(fù)此步驟，直到獲取足夠的標(biāo)定點(diǎn)。原始值經(jīng)過(guò)校準(zhǔn)主設(shè)備（如電腦）處理，計(jì)算出修 正參數(shù)，最后將修正參數(shù)寫(xiě)入 EEPROM。校準(zhǔn)過(guò)程有三個(gè)主要步驟：1）Setup, Setup 步驟

22、包括 EEPROM 的初始化。另外，對(duì) EEPROM 的已知參數(shù)進(jìn)行設(shè)置，設(shè)置完成后，電腦給RBiCLiteTM分配一個(gè) ID，此 ID 將被寫(xiě)入EEPROM 中。2）收集數(shù)據(jù)。此過(guò)程包括獲取原始值的標(biāo)定過(guò)程。所得的標(biāo)定值（壓力、 溫度的原始值及理想值）存儲(chǔ)在指定的數(shù)據(jù)庫(kù)文件中，數(shù)據(jù)庫(kù)文件的索引即為 RBiCLiteTM的 ID。3）修正參數(shù)的計(jì)算和寫(xiě)入。一旦獲取足夠的標(biāo)定值后，就可計(jì)算修正參數(shù), 最后將修正參數(shù)寫(xiě)入 EEPROM。92.2Setup2.2.1 RBicLite的 ID校準(zhǔn)過(guò)程的第一步就是分配 RBiCLiteTM的 ID 號(hào)。ID 號(hào)存儲(chǔ)在 EEPROM 中, 并且由寄存器

23、TSETL、Tcg、Tco的數(shù)據(jù)組合而成。當(dāng)校準(zhǔn)過(guò)程結(jié)束時(shí)，TSETL、TcgTco這三個(gè)寄存器的數(shù)據(jù)將被重寫(xiě)，因此， RBiCLiteTM的 ID 號(hào)并不是一個(gè)一成不 變的數(shù)。在存儲(chǔ)標(biāo)定值數(shù)據(jù)時(shí)，RBiCLiteTM的 ID 是數(shù)據(jù)庫(kù)文件的索引，數(shù)據(jù)庫(kù)文 件中含有溫度、壓力的原始值及理想值。EEPROM中的位置符號(hào)功能2： 0Osc_Trim更多信息可參見(jiàn)“振蕩器調(diào)節(jié)”表6： 31V_Trim/JFET_Trim參見(jiàn)“參考電壓源模塊” 一節(jié)。8： 7A2D_Offset偏移設(shè)置：11=-1/2，1/2信號(hào)輸入模式10= -1/4 ，3/4信號(hào)輸入模式01= -1/8 ，7/8信號(hào)輸入模式00

24、= -1/16 ，15/16信號(hào)輸入模式要改變橋信號(hào)極性需設(shè)置Tc_cfg3（第 87 位）10： 9Output_Select數(shù)字輸出 w/Temp(0 x00)12： 11Update_Rate用戶(hù)選擇00= 1mS(1KHz)0仁=5mS(200Hz)10=25mS(40Hz)11= 125mS(8Hz)14： 13JFET_Cfg用戶(hù)選擇00= 沒(méi)有三極管控制（低功耗模式）01= 沒(méi)有三極管控制（低功耗模式）10= 三極管控制在 5V 左右11= 三極管控制在 5.5V 左右29: 15Gain_B模塊（0 x800）43: 30Offset_B0 x0051: 44Gain_T模塊（

25、0 x80）59: 52Offset_T0 x0067: 60TSETL用戶(hù) ID 區(qū)（臨時(shí)）75: 68Tcg用戶(hù) ID 區(qū)（臨時(shí)）83: 76Tco用戶(hù) ID 區(qū)（臨時(shí)）87: 84Tc_cfg0 x0095: 88SOT0 x001099: 96SOT_cfg,Pamp_Gain99 : 98 = SOT_cfg （ 0 x01）用戶(hù)選擇可預(yù)放大器增益（97 : 96）:00= 增益為 60仁= 增益為 24 （缺省設(shè)置）10= 增益為 121 仁=增益為 48注：加粗一一必須設(shè)定模塊斜體一一推薦設(shè)置2.3 采集數(shù)據(jù)RBicLiteTM在 RM （ Raw Mode）模式下才可獲得傳感器

26、的原始數(shù)據(jù)。要進(jìn)入RM 模式， 需首先發(fā)送“ Start Comma nd Mode”（ 0 x50 0 x00） 指令， 然后再發(fā)送 “StartRaw Mode”（0 x40 0 x10）指令。若 RBiCLiteTM工作在 RM 模式，并且EEPROM 中橋增益和溫度增益的設(shè)置為0 x800、0 x80（如上表中所示） 時(shí)， 其輸 出口 （ SigTM）輸出的是原始值，而不再是修正后的數(shù)據(jù)。獲取每一個(gè)原始值時(shí)， 都對(duì)被測(cè)量進(jìn)行多次測(cè)量（推薦 16 次），最后取平均值。壓力、溫度的原始值和 理想值最后以數(shù)據(jù)庫(kù)文件的形式存儲(chǔ)在電腦上。RM 模式下數(shù)據(jù)輸出格式依次是Bridge_High、Br

27、idge_Low、Temp 每個(gè)數(shù)據(jù)的長(zhǎng)度為 1 個(gè)字節(jié)，Bridge_High 的前兩位是“ 0”。如果使用開(kāi)發(fā)板進(jìn)行通信，則在輸出數(shù)據(jù)前分別加上 0 x01、 0 x02、 0 x03。RM 模式下輸出的溫度數(shù)據(jù)只有 8 位，不能滿(mǎn)足溫度校準(zhǔn)時(shí)的精度要求。解 決的方法就是在 NOM 模式下獲取溫度數(shù)據(jù)的高 3 位。11 位數(shù)據(jù)將使測(cè)量精度達(dá) 到 0.098C。當(dāng)“ NOk 數(shù)據(jù)”和“ RM 數(shù)據(jù)”的第 7 位不一致時(shí)，溫度數(shù)據(jù)的高 3 位和低 8 位數(shù)據(jù)就不能進(jìn)行簡(jiǎn)單的疊加， 具體做法是： 在 NOM 模式下獲取溫度數(shù) 據(jù)的10:3位， 通過(guò)和“ RM數(shù)據(jù)”比較以確定讀數(shù)，如下例所示：例：

28、RM 模式下溫度的讀數(shù) temp=11111111NOM 模式下溫度的讀數(shù) temp= 10100000最終讀數(shù)temp= 10100000 000RM 模式下溫度的讀數(shù) temp=10000000NOM 模式下溫度的讀數(shù) temp= 10101111最終讀數(shù)temp= 10101111 11111當(dāng)?shù)?7 位數(shù)據(jù)相同時(shí)，將 NOM 模式下的高三位與 RM 模式下數(shù)據(jù)串行疊加。例：RM 模式下溫度的讀數(shù) temp=00111111NOM 模式下溫度的讀數(shù) temp= 10101000最終讀數(shù)temp= 10100111 111因?yàn)?PTAT 有較高的精度，因此溫度數(shù)據(jù)不需要取平均值。然而，如果

29、為了提高精度而取平均值時(shí)，應(yīng)取 11 位溫度值的平均值。2.4 修正參數(shù)計(jì)算校準(zhǔn)點(diǎn)的數(shù)量最少為 2,最多為 5。 具體選擇幾個(gè)校準(zhǔn)點(diǎn)由要求精度和橋式 傳感器的動(dòng)態(tài)特性而定。1) 若選取 2 個(gè)校準(zhǔn)點(diǎn)，則只能對(duì)橋信號(hào)的增益和偏移量進(jìn)行修正，并且不考慮 溫度因素的影響。2) 選取 3 個(gè)校準(zhǔn)點(diǎn)，只能對(duì) Teo 或 Teg 中的一個(gè)進(jìn)行一階補(bǔ)償。3)在不考慮溫度補(bǔ)償?shù)那闆r下，3 個(gè)校準(zhǔn)點(diǎn)同樣也可以對(duì)橋式傳感器進(jìn)行二階 非線(xiàn)性修正。4) 4 個(gè)校準(zhǔn)點(diǎn)可以對(duì) Tco 和 Tcg 兩個(gè)參數(shù)進(jìn)行一階補(bǔ)償。5)4 個(gè)校準(zhǔn)點(diǎn)也可以對(duì)橋式傳感器進(jìn)行二階非線(xiàn)性修正，但這時(shí)就只能對(duì)Tco 或Tcg 中的一個(gè)進(jìn)行一階補(bǔ)

30、償。6)5 個(gè)校準(zhǔn)點(diǎn)可對(duì) Tco 和 Tcg 兩個(gè)參數(shù)進(jìn)行一階補(bǔ)償，與此同時(shí)，可選取 Tco、 Tcg和非線(xiàn)性中的一個(gè)參量進(jìn)行二階修正。12一但校準(zhǔn)模式選疋，選取的校準(zhǔn)點(diǎn)的個(gè)數(shù)也同時(shí)確疋。計(jì)算修正參數(shù)的功能函數(shù)可從 ZMDCalMathLib.dll 中調(diào)用，最后將返回值（修正參數(shù)）寫(xiě)入 EEPROM3 校準(zhǔn)點(diǎn)的期望位置下圖說(shuō)明了不同校準(zhǔn)模式下校準(zhǔn)點(diǎn)的期望位置。 數(shù)據(jù)點(diǎn)的序號(hào)不重要，但每個(gè)溫度值下的校準(zhǔn)點(diǎn)的個(gè)數(shù)需要記錄，否則校準(zhǔn)過(guò)程失敗。Temp- TempTm口Calc4ptTcoTcgCai4ptSotBrTcoCalc4ptSotBrTcgCalcSptSotBro o245a TempCaicSptSotTcoCalcSptSotTcgTemoCalc3ptSotBre5 0 40 3 0 2 0iCalc2ptCalcSptTcoCaic3ptTcg134 舉例4.1 校準(zhǔn)流程圖Received as Lead曰瞋電Dart (hdMD曲曰寶8 002 Data7:O thO3TempErrtar Norm al M ode/ReceivehightempvaluesARecerved as fl_ead! bvlefiData)CM33 Tem pombiv