系統硬件主要是由金屬電阻應變式壓力傳感器、信號調理電路、4～20mA輸出電路、顯示電路、按鍵輸入電路、報警電路以及電源電路等組成。當壓力傳感器將所測得的壓力變化量轉換為相應的電信號之后，經(jīng)過(guò)信號調理電路之后，由A/D轉換器進(jìn)行轉換， 并將轉換后的數字量送至MSP430內部進(jìn)行分析。根據預先設定的分段式標定算法對信號進(jìn)行處理，最終通過(guò)單片機內部的D/A轉換和4～20mA輸出電路將信號轉換為相應的模擬信號，供后續設備接入。
1、壓力傳感器
根據高溫熔體擠出生產(chǎn)控制過(guò)程的特點(diǎn)，所選用的壓力傳感器需要能適應高溫、高壓環(huán)境下持續測量，具備靈敏度高、測量速度快等特點(diǎn)，除此之外，還需要克服溫度等環(huán)境因素對測量結果的影響，因此系統選用金屬電阻應變式壓力傳感器。金屬電阻應變片能承受高溫、高壓環(huán)境，且對溫度的敏感程度較低，金屬電阻應變式壓力傳感器是目前工業(yè)檢測中應用最廣泛的壓力傳感器，其具有結構接單、操作方便等優(yōu)點(diǎn)。當傳感器受到外界壓力時(shí)，它會(huì )將承受到的壓力按照一定的線(xiàn)性關(guān)系轉換為相應的電信號，通過(guò)采集傳感器輸出的電信號來(lái)擬定壓力－電壓曲線(xiàn)，從而根據采集到的電信號大小計算得到相應的壓力值。
2、壓力檢測電路
壓力檢測電路由電橋電路和信號檢測電路組成。電橋電路的一個(gè)橋臂為金屬電阻應變片式壓力傳感器，該橋臂用于檢測熔體的壓力，其會(huì )將所承受到的壓力值線(xiàn)性地轉換為相應的電信號。信號檢測電路對電橋輸出的電信號進(jìn)行濾波、放大等處理， 將輸出電壓信號的幅值調整到合適的范圍，便于A(yíng)/D轉換器對其進(jìn)行模數轉換。
3、A/D采集電路
為了提高檢測精度，系統選用高精度16位A/D轉換芯片AD7606，AD7606最高采樣頻率到達200kHz，可同時(shí)采集8個(gè)通道的數據，采用單5V供電，采集電壓的范圍在－10～+10V之間。單片機通過(guò)FSMC總線(xiàn)接口與AD7606進(jìn)行數據交互，AD7606的CONVST為啟動(dòng)引腳，CONVSTA控制1～4通道，CONVSTB控制5～8通道。本文設計的智能壓力變送系統共用到兩個(gè)采集通道，通道1是對壓力信號進(jìn)行采樣。通道2是對單片機供電電壓進(jìn)行采樣，當供電異常時(shí)，及時(shí)發(fā)出報警。BUSY引腳為轉換結束標志位，當BUSY為高電平時(shí)表示AD7606正在進(jìn)行模數轉換，當BUSY為低電平時(shí)表示轉換結束。
4、4～20mA輸出電路
單片機將采集到的壓力信號在內部進(jìn)行計算、處理，然后將壓力值送入單片機內部的D/A轉換模塊， 通過(guò)轉換可以將數字信號轉換為對應的電流信號。但此電流信號并不是工業(yè)上標準的4～20mA電流輸出信號，因此需要將單片機D/A模塊輸出的電信號轉換為標準的4～20mA電流輸出信號。
5、軟件設計
軟件設計也是系統的重要組成部分之一，系統利用C語(yǔ)言進(jìn)行編程，主要設計了系統初始化程序、A/D轉換程序、D/A轉換程序、分段式壓力算法程序等。當系統采集到壓力信號時(shí)，經(jīng)外部A/D轉換芯片進(jìn)行模數轉換，單片機內部對采集到的壓力值進(jìn)行預處理，最后利用分段式壓力標定算法對壓力值進(jìn)行修正，最后將處理過(guò)后的壓力值發(fā)送到顯示器上實(shí)時(shí)顯示。還可以通過(guò)預留的標準4～20mA電流輸出接口，將采集到的壓力信號供給其他儀表使用。