基于虚拟仪器的高精度压力信号放大系统设计
结合当前测试领域仪器发展新方向，最终输出模拟电压信号选用研华USB4716通用数据采集模块进行采集，传输到计算机。使用NI虚拟仪器(LabVIEW)设计电压信号采集控制程序和电压数据实时显示界面。利用LabVIEW软件平台分析、处理来自USB4716的数字电压信号。LabVIEW电压信号采集控制和显示的部分程序如图4所示。本文引用地址：http://www.eepw.com.cn/article/192814.htm
4 定量测试及结果分析
4．1 数据处理方法
二阶插值(抛物线插值)：在一组数据中选取(x0，y0)，(x1，y1)，(x2，y2)这3点，相应的插值方程
4．2 数据处理结果
为取得压力与电压的精确对应关系，方便后续绝对误差和相对误差的分析，实验采用静态测量方法，测量一系列的静压力值，并对实验结果进行定量分析，从而测定电路精度，而没有采用常用的波形时域和频域分析的方式。
在满量程范围内由小到大测量20个静压力值，并使压力增量△相同。令△=0．98 N，采用二阶插值法分析电压与压力对应的关系。由表1中选取具有代表性的3点：(x0，y0)=(0，0)；(x1，y1)=(2．498 V，9．8 N)；(x2，y2)：(5．001 V，19．6 N)。带入二阶插值
公式得传感器所受压力与系统输出电压关系曲线为
y=(-1．568×10-3)x2+3．927x (3)
4．3 误差分析
绝对误差反映测量值偏离真实值的大小，即测量值与真实值之差的绝对值。绝对误差可定义为
ε=|X-L| (4)
式中，ε为绝对误差；X为测量值；L为真实值。
相对误差是绝对误差与测量值或多次测量平均值的比值，并且通常将其结果表示成百分数的形式，所以也叫百分误差。
绝对误差可以表示一个测量结果的可靠程度，而相对误差则可以比较不同测量结果的可靠性。当用同一种工具测量时，被测量的数值越大，测量结果的相对误差就越小。
应变式压力传感器试验系统的绝对误差和相对误差如图5和图6所示。两图中分别给出了出另外两种数据处理方法：线性插值法和平均选点法的绝对误差和相对误差曲线。从图5和图6中可以看出，二阶插值法计算精度高于其他两种方法，也证明该数据处理方法的选择是正确的。
5 结束语
由相对误差和绝对误差图知，在0～4．9 N范围内电路的测量结果误差较大，但仍满足系统设计要求。经过对传感器及实验测量电路的分析，认为误差较大的原因来自于传感器的悬臂梁材料刚性以及固定应变片的粘性材料的柔性影响。由于电桥输出的微弱电压信号精确度受到影响，在经过放大电路后，误差也被放大，从而导致实验结果误差在测量值较小时误差较大。综上所述，该压力信号放大系统满足：满量程绝对误差9．8×10-3N，相对误差的设计要求。
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