专利名称：一种具有温度补偿功能的液体压力测量系统的制作方法
技术领域：
本实用新型属于液体压力的测试领域，具体为一种具有温度补偿功能的液体压力测量系统。
技术背景压力传感器是工程中广泛应用的一种测量器件。由于环境温度的影响，压力传感器在使用中经常出现零点漂移现象，需要对其进行温度补偿，传统的解决方法旨在从根本上消除零点漂移现象，在尽可能地保持温度恒定的条件下，通过并联热敏电阻进行温度补偿。这是传统的解决方法。见附图1.但实际情况中，保持恒温不易实现，而且由于热敏电阻的特性所致，不可能做到完全补偿，往往给实际测量结果带来较大的测量误差。电阻补偿方法存在操作繁复、调试不便等缺点。并不能消除零点漂移现象。另外，压力传感器的四个桥臂的应力变化不尽相同，零点调节存在一定的困难
实用新型内容
本实用新型的目的在于，鉴于针对零点漂移现象不可根本消除、只能尽量减小的情况，设计一种具有温度补偿功能的液体压力测量系统。本系统采用单片机进行智能控制。 基于单片机操作简便、误差小、精度高的特点，没有直接对因温度变化而改变的电阻进行补偿，弥补了并联热敏电阻进行补偿的不足。将传感器的输出电压Us减去零点温漂电压Ut， 即U。= h-Ut，由此得到的差值即为本系统最终输出结果。本实用新型整个温度补偿过程中间不需要任何人工干预，并且可以对压力传感器进行零点校准，有效地消除时间或环境对压力传感器参数变化造成的影响。本实用新型的技术方案为一种具有温度补偿功能的液体压力测量系统，该系统包括硬件和软件两部分。系统硬件包括压力传感器、温度传感器、A/D转换电路和单片机，其连接关系为由压力传感器和温度传感器采集到的信号经过自身相应的放大电路放大后传送到A/D转换电路，A/D 转换电路的输出部分与单片机相连，单片机附带有键盘和显示电路。所述的A/D转换电路采用芯片AD574A，显示电路采用芯片74LS373。本实用新型的有益效果为本实用新型控制过程完全由单片机进行控制，通过单片机控制实现压力及温度传感器的采样、转换选择、零点校正、温度补偿、计算以及结果显示功能。中间不需要任何人工干预，并且可以对压力传感器进行零点校准，有效地消除时间或环境对压力传感器参数变化造成的影响。
附图1传统并联热敏电阻的温度补偿方式附图2本实用新型液体压力测量系统结构图[0011]附图3本实用新型运行控制流程图具体实施方式
本实用新型为一种具有温度补偿功能的液体压力测量系统，如图2所示，该系统包括硬件和软件两部分。系统硬件包括压力传感器、温度传感器、A/D转换电路和单片机。 其连接关系为由压力传感器和温度传感器采集到的信号经过自身相应的放大电路放大后传送到A/D转换电路，A/D转换电路的输出部分与单片机相连，单片机附带有键盘和显示电路，显示电路通过芯片74LS373进行测量结果的数码显示。实际应用中，将压力传感器和温度传感器近距离放好，两个传感器首先通过两路放大电路将收集到的信号放大，再通过开关转换连接到A/D转换电路上。放大器采用集成运放，本实用新型中，应使放大环节保持良好线性状态，适当地选择两个放大器的放大倍数，使其输出电压满足A/D转换芯片的输入要求并保持在量程范围之内。本实用新型A/D转换电路采用芯片AD574A(12位)，转换精度高，可达0. 05% ；转换速度快，可达25 μ S，完全满足应用要求。AD574A片内有三态输出缓冲电路，可直接与单片机连接，不用附加逻辑接口电路。单片机进行编程时，根据芯片的位数，将温度采样值作为偏移地址，可以得到不同的补偿值。不同精度的A/D转换芯片可以得到不同的测量精度。采用高精度的A/D转换器，再配以高精度的温度传感器，可以得到较多的补偿值，采用 AD574A(12位)时，有28_1 = 255个值，需要占用较大的存储空间，在精度要求不是特别高的情况下，可以适当取舍，以节省存储空间。单片机及显示部分采用8031单片机为主处理芯片，外接程序存储器和数据存储器，为了保持RAM中的数据在断电时不致丢失，可以给RAM单独附加供电电源。传感器工作时，在单片机的控制下，首先将A/D转换电路和温度传感器相连，根据实测出的温度值，找到预先存储在RAM中的对应于该温度值的补偿值Ut0由于被测温度是一个连续变化的数值，需要对温度进行采样。实际测量时，根据温度传感器的采样值进行查表，表中预先存储有与采样温度相对应的Ut值(即压力传感器压力为零时的系统输出值)。然后由单片机控制A/D转换部分与压力传感器接通，测出此刻的压力传感器的输出电压值化，根据U0 = Us-Ut,计算最终结果，并通过74LS373进行数码显示输出。本系统采用的压力传感器和温度传感器没有具体限制。因为零点温度漂移现象不可根本消除，这是由材料性质决定的。本实用新型不是针对某个型号的压力传感器从根本上消除其零点温度漂移现象，而是在承认零点温度漂移现象存在的基础上，对其测得结果进行后处理。本实用新型运行控制流程图见附图3，包括以下步骤(1)首先，初始化系统，等待按键。如果由于时间推移，环境变化，传感器参数已发生变化，需要进行零点调整，执行步骤(5)；(2)正常情况下，按下测量键，系统将自动调用控制程序，执行一系列动作。温度传感器测量出当前温度，并通过A/D转换部分送入单片机；(3)单片机根据当前温度值，自动查找预先存储在数据存储器中与此温度相对应的补偿值Ut；(4)单片机控制压力传感器测出当前压力化，计算两者差值Uo = ^-Ut,即得输出结果，由74LS373显示输出，并等待下一次命令输入；(5)需要调零时，按下校准键，温度传感器即测出当前温度值，根据压力传感器测出的压力值，重新记录零点温漂，并将存储器中的数据进行刷新，等待下一次命令输入。本实用新型一个显著的特点就是可以进行及时调整。一般情况下，本系统的压力传感器零点温度漂移值在制作完成时已经预先存储到数据存储器RAM中，并且可以保持相当长的时间，可达3 5年。随着时间的推移，或者周围环境的变化，传感器的参数可能发生一定的变化，此时可以重新对压力传感器进行零点调整。按下调零键时，单片机可以测出当前压力传感器空载(没有压力)输出，并根据此时的温度传感器测出的温度值，重新计算零点温漂，刷新存储器中的数据。本实用新型未述及之处适用于现有技术。以上所述，仅是根据本实用新型技术方案提出的1个实施例，并非对本实用新型作任何形式上的限制。凡未脱离本实用新型技术方案内容，依据本实用新型的技术实质对以上实施例所做的简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本实用新型的权利要求范围内。
权利要求1.一种具有温度补偿功能的液体压力测量系统，其特征为该系统包括压力传感器、温度传感器、A/D转换电路和单片机，其连接关系为由压力传感器和温度传感器采集到的信号经过自身相应的放大电路放大后传送到A/D转换电路，A/D转换电路的输出部分与单片机相连，单片机附带有键盘和显示电路。
2.如权利要求所述的具有温度补偿功能的液体压力测量系统，其特征为所述的A/D转换电路采用芯片AD574A。
专利摘要本实用新型为一种具有温度补偿功能的液体压力测量系统。该系统包括压力传感器、温度传感器、A/D转换电路和单片机，其连接关系为由压力传感器和温度传感器采集到的信号经过自身相应的放大电路放大后传送到A/D转换电路，A/D转换电路的输出部分与单片机相连，单片机附带有键盘和显示电路。本实用新型控制过程完全由单片机进行控制，通过单片机控制实现压力及温度传感器的采样、转换选择、零点校正、温度补偿、计算以及结果显示功能。中间不需要任何人工干预，并且可以对压力传感器进行零点校准，有效地消除时间或环境对压力传感器参数变化造成的影响。
文档编号G01L19/04GK202110029SQ20112022626
公开日2012年1月11日 申请日期2011年6月30日 优先权日2011年6月30日
发明者苏彦莽, 赵全明, 赵春涛, 马东娟 申请人:河北工业大学