传统气体压力测量仪器的传感器部分与数据采集系统是分离的，抗干扰的能力较差，并且通常被测对象的压力变化较快。在此，利用FPGA将传感器与数据采集处理控制系统集成在一起，使系统更加紧凑，提高了系统适应工业现场的能力。
本文探讨了FPGA在智能压力传感器系统中的应用设计，旨在改善传统气体压力测量仪器的局限性，如抗干扰能力弱和响应速度慢。通过利用FPGA（Field-Programmable Gate Array，现场可编程门阵列）技术，可以将传感器与数据采集处理控制系统集成在一个紧凑的系统中，提高其在工业现场的适应性。
FPGA的优势在于其灵活性和可扩展性，允许设计者构建片上系统（SoC），并且提供了多种IP核供选择。在这个智能传感器系统中，FPGA负责控制多路模拟开关、A/D转换、快速数据处理与传输，以及误差校正和温度补偿等功能。系统设计包括一个0～5 MPa的压力测量范围，精度要求为±0.1%FS，且需要在1通道模拟电压输入下，每通道每秒处理超过250个采样点。系统输出采用串行RS232C接口。
在硬件组件选择方面，选择了Altera的Cyclone II EP2C5 FPGA，它具有4608个逻辑元件（LE）和26个M4K RAM块。压力传感器选用了PDCR130W，具有0～7 MPa的测量范围和高精度。温度传感器使用了LM335，而A/D转换器选择了AD1674，具备快速转换时间和灵活的输入范围。多路模拟开关AD7502用于通道选择，MAX232芯片则用于TTL和RS232C电平转换。
系统误差校正方法主要包括零点漂移和增益误差的校正。零点校准是通过关闭模拟开关S1，使被测信号为0，根据误差校正公式计算零点校正因子。增益误差校正是通过连接标准电压E到S2，计算增益校正因子。结合两者，可以计算出实际测量时的输出信号校正值。此外，通过测量传感器的工作温度，采用温度补偿方法消除温度引起的误差。温度误差校正模型考虑了传感器标度变化系数a0和零位漂移变化系数a1。随机误差的消除则通过算术平均的数字滤波方法实现，通过连续N个采样的平均值来滤除随机干扰。
硬件结构设计中，模拟多路开关AD7502的四个输入通道分别用于零点漂移、增益误差校正、温度补偿和压力测量。A/D转换器AD1674的控制引脚设置确保其独立工作，由FPGA的相应引脚控制其转换和数据读取。
FPGA在智能压力传感器系统中的应用显著提升了系统的性能和适应性，通过精细的误差校正和温度补偿机制，确保了在复杂工业环境下的准确测量和稳定运行。这种设计方法对于优化压力测量设备，尤其是在工业自动化和监测领域，具有重要的实践意义。
