原土壓傳感器系統(tǒng)結構原理圖，如圖 1 所示，其主要由應變電橋、ZMD31050 信號調理芯片以及電源部分組成。ZMD31050 芯片為應變電橋提供 5V 激勵電壓，對應變電橋輸出信號進行放大、數字化以及補償校準處理，最終輸出模擬信號。由于 ZMD31050 芯片是一款專用信號調理芯片，其中補償校準算法早已在芯片內部固化，用戶無法對芯片內部進行編程控制，只能寫入根據標定數據計算的相關參數。零點偏移量數字補償也僅限于標定過程中，一旦參數寫入，需要更改只能進行再次標定 。

因此零點漂移軟件補償技術不便于在原土壓傳感器上實現。考慮硬件補償方式，對于模擬式自動調零電路，雖然電路結構簡單，但是信號保持時間以及保持質量等問題難以解決；對于數字式調零電路，雖然不存在保持時間以及保持質量方面問題，但是由于需要微處理器、ADC、DAC 等器件支持，一方面會增大信號調理單元尺寸，另一方面會增加系統(tǒng)成本。因此，在原土壓傳感器上實現零點漂移補償的可行性較差。由于土壓傳感器使用周期僅為數天，而應變傳感器在短期內零點時間漂移量較小且可忽略，因此本文擬采用靜態(tài)補償方法實現土壓傳感器零點時間漂移補償。考慮到土壓傳感器小型化的要求，最終選用 ADI 公司推出的一款高集成度高性能的模數混合信號處理芯片 ADuC7061 微處理器設計小型化土壓傳感器 ，其硬件結構圖，如圖 2 所示。

系統(tǒng)工作過程：應變電橋輸出 mV 量級電壓信號，直接送入 ADuC7061 微處理器進行信號放大、數字化、數字濾波以及信號補償（比如非線性補償、零點補償、溫度補償等）等處理，處理完的信號最終以模擬信號輸出。電源部分將外部輸入電壓轉換成穩(wěn)定電壓為傳感器及微處理器提供工作電源。微動開關手動調零依靠微動開關動作觸發(fā)微處理器內部中斷，實現土壓傳感器零點輸出軟件調零。