MS5837-30BA水深传感器使用指南

大家好，【广州工控传感★科技】MS5837-30BA水深传感器事业部，张工。

深度计就是测量水下机器人垂直方向位置的重要传感器。

目前，常用的航模级水下压力深度计是MS5837-30BA水深传感器，该传感器I2C接口，内部AD分辨率达24位，传感器配上防水外壳就成为一款分辨率达2mm测量深度200米的深度传感器。此外该传感器还具有压力值温漂修正的功能，也可以作为温度计使用。该款传感器是I2C接口的，（地址：1110110X WRITE:0,READ:1），通过这一通信模式，可以得到出产标定的参数、实时检测的压力值和温度值。

 

标定参数

这个传感器有个优点，每个传感器出厂时，都进行了标定，标定的参数会固化保存在传感器的寄存器中，以便使用者进行读取，从而进行修正。标定参数如下表：

 

I2C地址指令如下，C0~C6对应0xA0~0xAE，其中C0指令得到的16位数据，前4位是CRC校验位，后12位是出产编号，其余的就是参数对应的地址指令。

通过I2C读取了标定参数：

C0 0xB001 45057D B-1011是四位CRC校验位

C1 0x857C 34172D SENS

C2 0x872B 34603D OFF

C3 0x4E6E 20078D TCS

C4 0x5327 21287D TCO

C5 0x665A 26202D T_REF

C6 0x661E 26142D TEMPSENS

crc校验程序如下：

1.unsigned char crc4(unsigned int n_prom[]) // n_prom defined as 8x unsigned int (n_prom[8])

2.{

3.int cnt; // simple counter

4.unsigned int n_rem=0; // crc remainder

5.unsigned char n_bit;

6.n_prom[0]=((n_prom[0]) & 0x0FFF); // CRC byte is replaced by 0

7.n_prom[7]=0; // Subsidiary value, set to 0

8.for (cnt = 0; cnt < 16; cnt++) // operation is performed on bytes

9.{ // choose LSB or MSB

10.if (cnt%2==1) n_rem ^= (unsigned short) ((n_prom[cnt>>1]) & 0x00FF);

11.else n_rem ^= (unsigned short) (n_prom[cnt>>1]>>8);

12.for (n_bit = 8; n_bit > 0; n_bit--)

13.{

14.if (n_rem & (0x8000)) n_rem = (n_rem << 1) ^ 0x3000;

15.else n_rem = (n_rem << 1);

16.}

17.}

18.n_rem= ((n_rem >> 12) & 0x000F); // final 4-bit remainder is CRC code

19.return (n_rem ^ 0x00);

求解步骤

MS5837-3030BA水深传感器由于得到的标定参数都是固化的，所以只需在初始化的时候读一次即可。在获取标定参数之后，分为两个步骤，第一步是利用标定参数和测量的值，获取压力和温度值，通过标定参数进行软件补偿；第二步是对压力值进行温度补偿。

第一步 压力和温度获取和软件补偿

如图1，在得到固定的校验参数以后，结合得到的标定参数 可得到获取24位精度的压力（D1）和温度（D2）

 

图中MS5837-30BA水深传感器和温度读取以及软件补偿

第二步 温度补偿

在得到第一步的温度和压力后，对压力值进行温度补偿，步骤如图2。

1.//Second order compensation

2.if((Ms5837_Temp/100)<20){ //Low temp

3.Ti = (3*(int64_t)(dT)*(int64_t)(dT))/(8589934592LL);

4.OFFi = (3*(Ms5837_Temp-2000)*(Ms5837_Temp-2000))/2;

5.SENSi = (5*(Ms5837_Temp-2000)*(Ms5837_Temp-2000))/8;

6.if((Ms5837_Temp/100)<-15){ //Very low temp

7.OFFi = OFFi+7*(Ms5837_Temp+1500l)*(Ms5837_Temp+1500l);

8.SENSi = SENSi+4*(Ms5837_Temp+1500l)*(Ms5837_Temp+1500l);

1.//Second order compensation

2.if((Ms5837_Temp/100)<20){ //Low temp

3.Ti = (3*(int64_t)(dT)*(int64_t)(dT))/(8589934592LL);

4.OFFi = (3*(Ms5837_Temp-2000)*(Ms5837_Temp-2000))/2;

5.SENSi = (5*(Ms5837_Temp-2000)*(Ms5837_Temp-2000))/8;

6.if((Ms5837_Temp/100)<-15){ //Very low temp

7.OFFi = OFFi+7*(Ms5837_Temp+1500l)*(Ms5837_Temp+1500l);

8.SENSi = SENSi+4*(Ms5837_Temp+1500l)*(Ms5837_Temp+1500l);

9.}

10.}11.else if((Ms5837_Temp/100)>=20){ //High temp

12.Ti = 2*(dT*dT)/(137438953472LL);

13.OFFi = (1*(Ms5837_Temp-2000)*(Ms5837_Temp-2000))/16;

14.SENSi = 0;

15.}

16.

17.OFF2 = OFF-OFFi; //Calculate pressure and temp second order

18.SENS2 = SENS-SENSi;

19.

20.Ms5837_Temp = (Ms5837_Temp-Ti);

21.Ms5837_P = (((D1*SENS2)/2097152l-OFF2)/8192l);I2C接口读取流程

流程图如图3所示，先是读取标定值，然后依次对压力和温度的24位数据进行读取。读取前，需要对其进行转换（conversion），不同采样率和采样对象，对应不同的指令，指令如图4。不同的采样率对应不同的转换时间，见下：