壓力傳感器評估軟件主要用于對壓力傳感器做產(chǎn)品校準(zhǔn)，其主要功能包括：通信和配置管理、數(shù)據(jù)采集和處理、校準(zhǔn)參數(shù)自動計(jì)算及燒寫入芯片并且可以進(jìn)行校準(zhǔn)后性能的測試。壓力傳感器評估軟件在壓力產(chǎn)品的開發(fā)、生產(chǎn)和維護(hù)過程中發(fā)揮著重要作用，有助于提高產(chǎn)品的質(zhì)量和性能，降低生產(chǎn)成本和維護(hù)成本，為企業(yè)的可持續(xù)發(fā)展提供有力支持。

納芯微壓力傳感器產(chǎn)品布局

按照應(yīng)用領(lǐng)域劃分，納芯微的壓力傳感器產(chǎn)品主要有三個方向，分別是工業(yè)級、車規(guī)級和消費(fèi)級。工業(yè)級以NSA2860(X)為主；汽車級包括NSA9260(X)、NSC9262、NSC9264；消費(fèi)級以NSA2200、NSA2300、NSA2302為主(也可以用于工業(yè))。不同的芯片采用不同的封裝，按照前端傳感器輸入可分為阻式輸入和容式輸入，分別對應(yīng)A型和C型產(chǎn)品。本文主要對阻式產(chǎn)品進(jìn)行演示。

按照輸出劃分，納芯微壓力傳感器產(chǎn)品可分為0～5V、0～10V和4～20mA三大類?；谶@三種輸出，納芯微制作了三種不同的DUT板供客戶進(jìn)行產(chǎn)品評估。

納芯微壓力傳感器分類

0～5V輸出產(chǎn)品外圍電路比較簡單，如NSA9260(X)；0～10V輸出產(chǎn)品和4～20mA輸出產(chǎn)品則需要借助2個三極管來實(shí)現(xiàn)電流變送，如NSA2860(X)。這些產(chǎn)品的具體原理圖如下。

0～5V輸出產(chǎn)品原理

0～10V輸出產(chǎn)品原理

4～20mA輸出產(chǎn)品原理

單EVM板和CAL 32批量板及其操作

評估板分為單板和32通道批量板，單EVM板包含USB轉(zhuǎn)485轉(zhuǎn)接口、EVM評估板、24V穩(wěn)壓電源，以及不同輸出形式的DUT測試板；32通道批量板包含USB轉(zhuǎn)485轉(zhuǎn)接口、EVM評估板，24V穩(wěn)壓電源。

單EVM板

32通道批量板

操作單板和32通道批量板之前，用戶應(yīng)提前安裝軟件，包括單板程序和批量程序以及串口驅(qū)動。安裝過程中，需要注意不要將安裝路徑放在系統(tǒng)盤（C盤）。

接下來就是操作步驟詳解：

首先安裝單板軟件，雙擊打開安裝文件，之后點(diǎn)擊setup。在彈出界面上點(diǎn)擊下一步；將安裝路徑改成D盤，點(diǎn)擊下一步等待安裝即可。完成安裝后，可以查看一下軟件界面。批量板也按照相同的方法操作。

程序安裝完成后，需要安裝CH341驅(qū)動。完成驅(qū)動安裝后，插上USB轉(zhuǎn)485轉(zhuǎn)接口，在電腦的設(shè)備管理器中可看到相應(yīng)的COM口，即表示安裝完成。完成安裝后，需要將USB Hub口插到電腦上,然后打開設(shè)備管理器，可以看到COM6，即對應(yīng)的USB轉(zhuǎn)485端口，表明安裝成功。

安裝軟件

完成軟件安裝后，需要將485轉(zhuǎn)接口連接在EVM板上，并將轉(zhuǎn)接口的A+和B-分別通過杜邦線引出。然后連接EVM板的電源，就可以使用單板來評估不同輸出類型的產(chǎn)品。

連接硬件

在EVM單板上，為不同輸出預(yù)留了三種接口，分別是4～20mA、0～5V以及0～10V。

EVM單板

對于批量板，其不同輸出需要通過調(diào)整板子背部的焊接來實(shí)現(xiàn)。根據(jù)產(chǎn)品的不同輸出類型，在板子背部焊接相應(yīng)的電阻即可。

批量板不同輸出的調(diào)整

用單板評估0～5V產(chǎn)品

接下來，將以單板評估0～5V產(chǎn)品為例，來介紹一下單板的硬件連接。

首先用2根杜邦線制作一根USB轉(zhuǎn)485連接線。將A+和B-引出，制作USB連接線。然后將24V供電線插在板子左上角，可以看到板上幾個LED燈點(diǎn)亮。

單板硬件連接

然后將USB轉(zhuǎn)485轉(zhuǎn)接線連接到右上角A+正口，再將B-連接到負(fù)口。然后使用一個電橋來模擬輸入的壓力，它有5個檔位輸入不同的比例電壓。將電橋連接到Dot輸入端，并使用3根杜邦線連接產(chǎn)品。

以0～5V產(chǎn)品演示為例，只需要用到其3個引腳：VCC、GND和OUT。使用板上中間的接口進(jìn)行連接，并將USB線插到電腦上，連接就完成了。

連接完成

完成硬件連接后，可以在安裝路徑下找到軟件，也可以在開始菜單打開它，雙擊exe文件即可打開。打開后在設(shè)備管理器中選擇COM6，然后選擇OWI（單線串行接口）通信模式。

另外，再以0～5V輸出的NSA9260(X)的演示為例。首先選擇0～5V輸出模式，然后關(guān)閉，串口燈亮起，說明串口通信正常。點(diǎn)擊右上角的Version，進(jìn)行通信檢查，可以讀取MCU及軟件版本，點(diǎn)擊確認(rèn)，證明通信正常。讀取ID通信正常后，還可以重新燒錄ID。完成燒錄后，可以看到ID變成了4號。ID配置數(shù)據(jù)會保存在data config File的4號文件夾中，它會保存整個校準(zhǔn)過程中的所有數(shù)據(jù)。

接下來，以選擇NSA9260(X)演示為例，進(jìn)行芯片寄存器配置。它是預(yù)先配置好的模板，這里主要調(diào)整的是影響采集原始值的增益。輸出模式使用外部反饋，DAC參照5V，為0～5V絕對輸出，使用內(nèi)部溫度傳感器進(jìn)行校準(zhǔn)，增益必須選擇4X。

之后是鉗位設(shè)置，先不設(shè)置高鉗位，仍為100%；低鉗位設(shè)置為0。然后使用3P1T校準(zhǔn)方式，用擬合方法進(jìn)行校準(zhǔn)，選取3個輸出壓力點(diǎn)：0.5V、2.5V和4.5V進(jìn)行校正，溫度使用25℃常溫，點(diǎn)擊save和load，選擇配置的模板，點(diǎn)擊初始化芯片，就可以對芯片寄存器進(jìn)行操作。完成初始化配置之后，點(diǎn)擊cal DAC，進(jìn)行DAC模塊校準(zhǔn)。

完成DAC校準(zhǔn)后，需要對原始數(shù)據(jù)進(jìn)行采集。首先采集第一個目標(biāo)壓力點(diǎn)對應(yīng)值，將電橋打在P=0的第1個位置，點(diǎn)擊采集?？梢钥吹?，上面一行顯示的是規(guī)一化后的數(shù)據(jù)，下面顯示的是目前采集到的溫度值。然后將第二個檔位打在電橋的中間檔，點(diǎn)擊采集，可以看到采集到的歸一化值變成0.22，溫度值不變。最后將跳帽打在最后一個檔位，采集最高壓力點(diǎn)，可以看到變成了0.453。采集完數(shù)據(jù)后，就可以進(jìn)行校準(zhǔn)，點(diǎn)擊CAL sensor，此時上位機(jī)就會計(jì)算出校準(zhǔn)系數(shù)，且進(jìn)行寫入。這時就完成了產(chǎn)品校準(zhǔn)。點(diǎn)擊復(fù)測可以進(jìn)行電壓檢測。

因?yàn)榇藭r跳帽打在了最高檔，即tagged 3的電壓值為4.5V。如果將它更改到第四個檔位，就變成了3.5V；然后再更改到第二個中間檔位，就是2.5V；再打到第二個檔位就是1.5V；最開始的零檔位就是0.5V，其輸出和電橋成比例，此時就完成了校準(zhǔn)。

原始數(shù)據(jù)采集

接下來使用最左邊的端口對4～20mA產(chǎn)品NSA2860(X)進(jìn)行測試。插上電橋，將Loop正分別接到產(chǎn)品上。重新讀取ID，并進(jìn)行配置。這時需要將OUT輸出模式改成4～20mA。點(diǎn)擊Read ID，可以通過電流方式讀到NSA2860(X)，后續(xù)操作與0～5V產(chǎn)品相同。

如需操作0～10V產(chǎn)品NSA2860(X)，用戶需要將VCC、OUT、GND連接到板上第三個端口，同樣將電橋與輸入連接，之后在單板中讀取ID操作，并更改輸出模式。改為0～10V后讀取ID，可以看到通信正常。后續(xù)的校準(zhǔn)操作與0～5V的產(chǎn)品相同。

結(jié)語

本文詳細(xì)介紹了壓力傳感器調(diào)理芯片及其校準(zhǔn)平臺的使用，包括不同類型產(chǎn)品的特點(diǎn)、軟硬件評估平臺的搭建、芯片評估板的制作與連接、軟件安裝與配置、軟件操作流程以及不同產(chǎn)品校準(zhǔn)的具體步驟。

審核編輯：劉清