大家好，【廣州工控傳感★科技】MS5837-30BA水深傳感器事業部，張工。

深度計就是測量水下機器人垂直方向位置的重要傳感器。

目前，常用的航模級水下壓力深度計是MS5837-30BA水深傳感器，該傳感器I2C接口，內部AD分辨率達24位，傳感器配上防水外殼就成為一款分辨率達2mm測量深度200米的深度傳感器。此外該傳感器還具有壓力值溫漂修正的功能，也可以作為溫度計使用。該款傳感器是I2C接口的，（地址：1110110X WRITE:0,READ:1），通過這一通信模式，可以得到出產標定的參數、實時檢測的壓力值和溫度值。

標定參數

這個傳感器有個優點，每個傳感器出廠時，都進行了標定，標定的參數會固化保存在傳感器的寄存器中，以便使用者進行讀取，從而進行修正。標定參數如下表：

I2C地址指令如下，C0~C6對應0xA0~0xAE，其中C0指令得到的16位數據，前4位是CRC校驗位，后12位是出產編號，其余的就是參數對應的地址指令。

通過I2C讀取了標定參數：

C0 0xB001 45057D B-1011是四位CRC校驗位

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校驗程序如下：

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);

求解步驟

MS5837-3030BA水深傳感器由于得到的標定參數都是固化的，所以只需在初始化的時候讀一次即可。在獲取標定參數之后，分為兩個步驟，第一步是利用標定參數和測量的值，獲取壓力和溫度值，通過標定參數進行軟件補償；第二步是對壓力值進行溫度補償。

第一步 壓力和溫度獲取和軟件補償

如圖1，在得到固定的校驗參數以后，結合得到的標定參數 可得到獲取24位精度的壓力（D1）和溫度（D2）

圖中MS5837-30BA水深傳感器和溫度讀取以及軟件補償

第二步 溫度補償

在得到第一步的溫度和壓力后，對壓力值進行溫度補償，步驟如圖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接口讀取流程

流程圖如圖3所示，先是讀取標定值，然后依次對壓力和溫度的24位數據進行讀取。讀取前，需要對其進行轉換（conversion），不同采樣率和采樣對象，對應不同的指令，指令如圖4。不同的采樣率對應不同的轉換時間，見下：