1.引言

IC卡电子压力表是以IC卡为存储介质的便 携式测量仪表，是专为油田采油生产井压力数据 的测量和管理而设计的。使用时将传感器固定在 井上的压力传导接头上，在压力表中插入IC卡并 按下测量开关，压力测量数据自动存储在IC卡 上。管理员定期回收IC卡，通过安装在计算机上 的读卡器回放卡内数据，完成数据的分析和处理。

2.硬件电路设计

图1为1C卡电子压力表硬件电路原理图。

压力传感器测量管线内的压力，传感器的输出信号经过接口电路调理后，由机械表头显示;当 表中插入IC卡时，开关S2闭合，按下测量开关 S1，放大器的输出信号经A/D变换后，读入单片 机并写入IC卡内;测量完成后，取下传感器，压力 表的电源自动断开。

调理电路的输出电压(即A/D变换器的输入 电压)为：

"=5 VX(RJ(RU+RU))+U0X (49.4 kO/^o+l) '

其中传感器的输出电压为：一5〜+ 15 mV， 则A/D变换器的输入电压范围为:0〜+ 3.8 V。

图1中表A是为了在1C存储失败时确保野 外测试数据的完整性;同时，考虑到传导接头受外 部环境的侵蚀可能会引起接触不良，表头与选择 存储开关的共同使用，可以确保存储数据的真实 性;机械表头的选择更是考虑到阳光下的显示效 果。图中电位计PR1为表头的调零电位器。

图1中S3是时间设置开关。当压力表需要校 准时间时，接通S3，插入记录当前时间的1C卡， 单片机自动读入当前时间，并对串行时钟芯片 DS1302的进行时间设置。

报警电路主要完成对重复测量、使用非初始 化1C卡、电池电压过低以及测量记录完毕的提示 和报警。

单片机PIC16C56采用上电复位，RB1 口为 电池电压检测端。

系统由两节5号电池供电，由MAX756 DC/ DC变换器提供1C卡工作电源，该芯片转换效率 高、自带低压报警端和输出短路保护功能。

3.软件设计

3.1数据采集

IC卡电子压力表数据采集程序流程如图2 所示。

单片机上电后，程序检测电池电压，如电压过 低，系统发出短促的一声报警，提示更换电池，程 序结束，如电压正常，系统等待进入测量状态。

程序检测到有卡插入并且测量开关接通，单 片机读取并核对密码，如密码核对失败，系统鸣叫 3声，程序结束，如果密码核对成功，程序检测是 否进行时钟设置。

.如果RB2为高电平，系统进行时钟设置， PBR2为低电平，系统将检查最后两次测量时间， 若当天存储数据已为3组，系统鸣叫两声，程序结束，否则，存储当前时间和测量数据，并鸣叫一声 提示测量存储完毕。 

3.2初始化和数据回收软件

初始化和数据回收软件主要具有3个功能：

(1)读IC卡数据:选取该功能后，计算机提 示输入磁盘文件名，确认后计算机读取IC卡数 据,以二进制格式存入指定的文件中。

共读取1 200字节’200组数据，在读数据过 程中，如发生错误，计算机会给出相应提示。

(2)初始化IC卡,主要完成密码的设置。

时间设置:选择此功能，计算机将当前日 期、时间写入1C卡，日期时间存在固定区域，与数 据区不冲突。

4.测量电路设计精度与实验结果

压力表的工作温度范围是：一 35〜50 C,温 度是影响压力表测量精度的主要因素，下面是压 力测量电路的精度计算：

温度增益导致的误差:AD620的温度增益系 数—50 ppm/'C，电阻温度系数15 ppm/C，则最 大误差为0. Ill mV;失调电压导致的误差： AD620输入失调温度系数的最大值0. 6 MV/€， 输出失调温度系数的最大值7 yV/ C，放大倍数 为190，折合到输出端的总误差为10. 285 mV;基 准误差:基准电压由REF195提供，REH95的温度系数为5 ppmAC，分压电阻的温度跟踪系数为 10 ppm/X：，误差为12. 210 mV;量化误差为 0. 122 mV。

按最坏情况考虑，压力测量电路的总误差为 22. 728 mV,压力测量电路的精度约为0. 59%。压 力传感器的选择和产品的最终标定都是由用户完 成的，压力表（不含传感器）的实际测量精度为 0. 58%，满足用户提出的0. 7%的测量要求。

5.结语

IC卡电子压力表是针对油田的特殊应用环 境而设计的，产品的样机已通过了油田用户的验 收。