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基于单片机控制的数字气压计设计与实现

摘要：介绍了一种精密数字气压

计的软硬件实现方法。该方法通过

气压传感器获得与大气压相对应的

模拟电压值，并经过V／F变换输入

到单片机进行处理，从而实时显示

相应的气压值。用本文所述的方法

制成的气压计携带方便，操作简单，

精确度高，完全符合设计要求。

关键词：气压计；气压传感器；

V／F转换器；单片机

１引言

气压计是利用压敏元件将待测气压

直接变换为容易检测、传输的电流

或电压信号，然后再经过后续电路

处理并进行实时显示的一种设备。其中的核心元件就是气压传感器，它在监视压

力大小、控制压力变化以及物理参量的测量等方面起着重要作用。运用于气压计

的气压传感器基本都是依靠不同高度时的气压变化来获取气压值的。

气象学研究表明，在垂直方向上气压随高度增加而降低。例如在低层，每上升１

００ｍ气压便降低１０ｈＰａ；在５～６ｋｍ的高空，高度每增加１００ｍ，

气压便会降低７ｈＰａ；而当高度进一步增加时，即到９～１０ｋｍ的高空之后，

高度每增加１００ｍ，气压便会降低５ｈＰａ；同样，若空气中有下降气流时，

气压会增加；若空气中有上升气流时，作用于空气柱底部的气压就会减小。一般

把作用于单位面积上空气柱的重量称为大气压力。

２气压计的结构

本文研究的气压计结构如图１所示。其中气压传感器用来将被测气压转换为电压

信号；用Ｖ／Ｆ转换器则可把气压传感器输出的电压信号转换成具有一定频率的

脉冲信号；以便用单片机接收该脉冲信号，并根据单位时间内得到的脉冲数，依

据电压与频率的线性关系式计算出所对应的气压值，最后在单片机控制下由ＬＥ

Ｄ显示出来。

本气压计能够在气压传感器的线性范围内准确测量相应气压值。需要说明的是，

其测量值是绝对气压值。本文研究的气压计的技术指标如下：

●测量范围：３００ｈＰａ～

１０５０ｈＰａ；

●测量精度：０．１％ＦＳ(２

０℃)；

●显示精度：０．１％，由４

个８段ＬＥＤ显示实现；

●工作温度范围：０～８

５℃；

●电源电压：９Ｖ。