一种可编程歧管压力传感器微机测控插卡的制作方法
【技术领域】
[0001] 本发明用于微电脑对可编程汽车歧管压力传感器进行补偿及标定时，对该传感器 的工作环境压力和温度的自动测量及控制，涉及一种可编程歧管压力传感器微机测控插 卡。
【背景技术】
[0002] 汽车进气歧管压力传感器，是D型（速度密度型）燃油喷射系统中非常重要的传 感器，其作用是将进气歧管内的压力变化转换成电压信号。车载控制电脑（ECU)依据该信 号和发动机转速来确定进入汽缸内的空气量，反映发动机的负荷状况。待标定的歧管压力 传感器是由Melexis公司生产的一款用标准CMOS实现并具有MEMS微机械技术的可编程的 集成压力传感器。该传感器由可与数字信号处理器相配合的模拟信号链路和片上温度传感 器组成，其外部连接方式是相同的，连接的引脚只有三个（Vdd (电源）、Vss (地）、Out (信 号传输）），内部有一个一次性可编程只读存储器（OTP One Time Programmable ROM)。用 户可根据需求对编程单元进行编程操作，对其编程和标定都通过OUT引脚进行。存储器含 有64个存储单元，即64个0TP寄存器。寄存器单元读出的内容是电流，厂家规定低于10mA 的电流用逻辑"〇"表示，反之，高于30mA的电流用逻辑" 1"表示。用户可以对该传感器进 行补偿和校正，把校正结果通过内部OPT编程得到符合精度要求的标定结果，标定后的传 感整体性能满足压力传感器的要求，并且能消除温度参数的漂移，其输出电压与所施加的 压力成正比。
[0003] 此前，该压力传感器的标定是采用人工控制方法对其进行编程标定，标定过程和 方法是：
[0004] 1、把待标定的压力传感器放在在一个密闭的容器中；
[0005] 2、检测容器中的压力和温度，并按照标定要求，通过调节容器中的进气阀、出气 阀、真空阀、空压机、升温器和风扇、对容器中的压力和温度进行调节，分别在常温低压、常 温高压、高温低压、高温高压4个点上用人工方法调整到设定的温度和压力值；
[0006] 3、用标准的压力传感器和标准温度传感器跟踪测量容器内的压力和温度；
[0007] 4、把4个点的标准压力、温度和未编程的待标定压力传感器采集到的同点压力值 传送给Melexis公司提供的PTC-04编程器；
[0008] 5、PTC-04编程器根据测量的标准压力和待标定传感器测量的压力之间的差值，通 过内部的计算处理，生成用于调理和补偿压力传感器的参数，再将这些参数值加载到压力 传感器内的寄存器中，从而改变压力传感器变换算法（补偿），使其压力变换值接近实际压 力值；
[0009] 6、对补偿后的电压-压力曲线，均匀选取其范围内的5个点，调整容器内的压力值 依次到这些压力点，测量和比较标准压力值和补偿后的传感器测量的压力值，如果二者误 差满足精度要求，则控制PTC-04编程器对压力传感器进行编程，否则重新补偿或判断为不 合格产品。
[0010] 以上1~6项是当前对压力传感器的标定工作过程，整个过程的环境温度、压力变 化均由人工控制。
【发明内容】
[0011] 本发明公开了 一种可编程歧管压力传感器微机测控插卡，插卡直接插在微机的 PCI总线上，用户可以通过此插卡，用微机自动控制，把对可编程歧管压力传感器的标定由 原来采用人工控制的1~6项方法转变为用计算机自动测量控制，对其进行编程标定，使歧 管压力传感器的的检测和标定过程在微机软件控制下自动完成。
[0012] 本发明采用的技术方案包括：一种可编程歧管压力传感器微机测控插卡，直接插 在微机的PCI总线（1)上，其特征是：该插卡由PCI总线接口（2)、可编程并行扩展接口 (3)、模拟量信号测量控制模块（4)、模拟信号输入选择模块（5)、开关量输出控制模块（6) 共五部分组成；PCI总线（1)的总线信号包括地址/数据复用线AD31-0 (11)、总线命令和 字节允许复用信号CB/E3-0 (12)、部分控制信号线（13)和状态信号线（14);接口转换芯片 CH365 (21)连接成PCI总线接口电路（200)，所述接口转换芯片CH365 (21)把PCI总线（1) 的总线信号转换为数据信号（22)和地址信号分离的总线信号，用来控制和连接可编程并 行扩展接口（3)，模拟量信号测量控制模块（4)、模拟信号输入选择模块（5)、开关量输出控 制模块（6)。
[0013] 进一步地，所述可编程并行扩展接口（3)包括可编程并行口扩展芯片8255(31)， 所述可编程并行口扩展芯片8255 (31)扩展了三路并行扩展接口电路（300)，一路用来向温 度调节控制电路输出温度控制信号（32);-路用来进行温度、压力模拟量A//D转换后的输 入信号（34);还有一路接口专门用来进行各部分电路的控制联络信号（33)，所述三路信号 相互联系构成温度、压力的控制和测量信号通道通过微机程序进行I/O控制。
[0014] 进一步地，所述模拟量信号测量控制模块（4)包括测量电路（401)，所述测量 电路（401)是用来对被标定的歧管压力传感器测试容器中的压力和温度、以及插卡本身 的自检信号进行测量；所述测量电路（401)由A/D转换芯片ADS7085(41)、函数发生器 ICL8038(46)和模拟信号输入选择电路（5)构成；所述ADS7085(41)接收模拟信号输入选 择电路（5)送来的模拟信号，并把所述模拟信号转换为16位数字信号后通过可编程并行口 扩展芯片8255读取。
[0015] 进一步地，所述模拟量信号测量控制模块（4)还包括控制电路（402、404)，所 述控制电路（402、404)用来对容器中的加热器进行控制，所述控制电路（402、404)由单 片机AT89C2051(42)、脉冲宽度调制信号（43)、D/A转换器控制信号（44)和D/A转换器 TLC5617(45)构成；单片机AT89C2051(42)根据微机送来的升温指令产生脉冲宽度调制信 号控制容器中加热器升温的快慢，根据加热对象的不同来控制D/A转换器输出不同的模拟 电压信号。
[0016] 进一步地，所述模拟信号输入选择模块（5)用来选择不同的模拟信号输入通道， 所述模拟信号输入选择模块（5)由模拟开关MAX309 (51)、歧管压力传感器标定容器的压 力-电压输入信号（52)、歧管压力传感器标定容器的温度-电压输入信号（53)、插卡自检 输入信号（54)、模拟量选择输出信号（55)构成；模拟信号输入选择电路（500)包括所述模 拟信号输入选择模块（5)和控制联络信号（33)，所述模拟信号输入选择电路（500)由微机 程序控制，实现从三路输入信号中选择一路作为输出送到ADS7085 (41)进行转换和测量。
[0017] 进一步地，所述开关量输出控制模块（6)用来输出8路开关量控制信号，所述开关 量输出控制模块（6)由8D锁存器74373 (61)和8路输出控制信号（62)组成，所述8路输 出控制信号（62)分别控制标定容器的密封门开关和容器中的大进气阀、小进气阀、大出气 阀、小出气阀、真空阀、压缩机、电风扇8个控制对象；开关量输出控制模块（600)包含所述 开关量输出控制模块（6)。
[0018] 进一步地，该插卡产生对外部歧管压力传感器测试和标定容器的各种测量控制信 号，通过信号连接器（700)，实现插卡和外部信号的传送，该插卡使用标准的2?型插座，作 为插卡各种输出、输入信号的连接器，所述信号包括8路开关量输出信号、容器压力-电流 输入信号、容器温度-热电阻输入信号、PWM输出信号、D/A转换输出信号。
[0019] 进一步地，该插卡采用2. 5mm厚的双面铜箔板做成微机PCI总线插卡形式。
[0020] 可编程歧管压力传感器的测量和标定此前是采用人工方式进行容器中压力和温 度的调节和测量，对编程数据也由人工输入PTC-04编程器，控制过程繁琐复杂，控制和标 定时间较长，参数调节的精度难以均衡保证。本发明改变了原来的测量和标定方式，由人工 进行调节和测量的方法变为由微机自动控制进行调节和测量，并对测量数据自动处理后传 送给编程器，减轻了工作强度，提高了测试和标定精度，加快了标定周期和效率。本插卡是 实现微机对可编程歧管压力传感器自动测量和标定的基本部件，在微机PCI总线插入该插 卡，进行微机程序控制，就可以实现对可编程歧管压力传感器测试、补偿和标定的全部自动 控制。
【附图说明】
[0021] 图1是可编程歧管压力传感器微机测控插卡原理框图；
[0022] 图2是可编程歧管压力传感器微机测控插卡电路原理图。
【具体实施方式】
[0023] 下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明。
[0024] 1、图1为插卡结构，该插卡直接插入微机PCI总线，由PCI总线接口（2)、可编程并 行扩展接口（3)、模拟量信号测量控制模块（4)、模拟信号输入选择模块（5)、开关量输出控 制模块（6)共五部分组成。因为有了本插卡，用微机对放入容器中的可编程歧管压力传感 器实现了全自动标定控制，标定的过程是：微机的控制信号通过PCI总线接口传送给可编 程并行扩展接口，再由其把不同的控制信号分别发送给模拟量信号测量控制模块、模拟信 号输入选择模块和开关量输出控制模块，各模块按照接收到的控制信号，对工作容器的执 行部件进行控制，同时采集工作容器中的标准压力、