一种压力传感器的温度补偿系统及方法_2

文档序号:9863016阅读:来源:国知局
r>[0047] 步骤22,构建每个所述标定压力下表征所述转换输出电压与所述输入电压之间的 关系的二次多项式曲线方程;
[0048] 第一标定压力对应的构建二次多项式曲线方程如第二公式所示;第二标定压力对 应的构建二次多项式曲线方程如第Ξ公式所示;
[0049] 所述第二公式如下所述:
[0050] U'oi = coi+ciiUti+C2 册 ι2 [0051 ] 所述第Ξ公式如下所述:
[0052] U,02 = C02+C12Ut2+C22 帖 2
[0053] 其中,所述U'oi和化1分别为第一标定压力对应的转换输出电压变量和输入电压变 量;所述U ' 02和化2分别为第二标定压力对应的转换输出电压变量和输入电压变量;所述C01、 C11和C21为待求解的第一标定压力对应的所述二次多项式曲线方程的系数;所述C02、C12和 C22为待求解的第二标定压力对应的所述二次多项式曲线方程的系数;
[0054] 步骤23,将第一标定压力下Ξ个标定溫度点所对应的所述输入电压和所述转换输 出电压分别代入所述第二公式,构建方程组,求解所述待求解的第一标定压力对应的所述 二次多项式曲线方程的系数,得第一标定压力对应的所述二次多项式曲线方程如第四公式 所示;将第二标定压力下Ξ个标定溫度点所对应的所述输入电压和所述转换输出电压分别 代入所述第Ξ公式,构建方程组,求解所述待求解的第二标定压力对应的所述二次多项式 曲线方程的系数,得第二标定压力对应的所述二次多项式曲线方程如第五公式所示;
[0055] 所述第四公式如下所示:
[0化6] U'oi = ai+bi 化 1+C1 化 i2
[0057] 所述第五公式如下所示:
[0化引 U'日2 = a2+b2化2+C2化22
[0059] 其中,所述ai、bi和C1为求解的第一标定压力对应的所述二次多项式曲线方程的系 数;所述a2、te和C2为求解的第二标定压力对应的所述二次多项式曲线方程的系数。
[0060] 进一步,所述步骤3的具体实现包括如下步骤:
[0061] 步骤31,采集测量压力所对应的所述输入电压和所述转换输出电压;
[0062] 步骤32,将所述测量压力所对应的所述输入电压分别带入第一标定压力对应的所 述二次多项式曲线方程和第二标定压力对应的所述二次多项式曲线方程,分别求解在所述 第一标定压力下与所述测量压力所对应的所述输入电压相对应的所述转换输出电压,和在 所述第二标定压力下与所述测量压力所对应的所述输入电压相对应的所述转换输出电压;
[0063] 步骤33,根据如下第六公式求解所述测量压力的数值;
[0064] 所述第六公式如下所示:
[00 化]
[0066] 其中,所述P。为待求解的所述所述测量压力的数值,所述P1为所述第一标定压力, 所述P2为所述第二标定压力,所述U'O。为所述测量压力所对应的所述转换输出电压,所述 U'oi。为在所述第一标定压力下与所述测量压力所对应的所述输入电压相对应的所述转换 输出电压,所述U'02。为在所述第二标定压力下与所述测量压力所对应的所述输入电压相对 应的所述转换输出电压。
[0067] 进一步,所述Ξ个标定溫度点从低溫到高溫分别为在所述待补偿压力传感器的最 低工作溫度点的基础上上浮溫度差值的10%、50%和90%后的溫度值,其中,所述溫度差值 为最高工作溫度点与最低工作溫度点的差值;所述两个标定压力分别为所述待补偿压力传 感器的测量范围内的零位、满位和中点所对应的任意两个压力值。
[0068] 采用上述进一步方案的有益效果是,将Ξ个标定溫度点合理分散,采用零位、满位 和中点所对应的任一两个压力值作为标定压力,提高补偿精度。
【附图说明】
[0069] 图1为本发明一种压力传感器的溫度补偿系统的系统原理框图;
[0070] 图2为本发明一种压力传感器的溫度补偿系统中待补偿压力传感器和模拟补偿模 块的电路示意图;
[0071] 图3为本发明一种压力传感器的溫度补偿方法的流程图。
[0072] 附图中,各标号所代表的部件列表如下:
[0073] 1、第一电阻,2、第二电阻,3、第Ξ电阻,4、第四电阻。
【具体实施方式】
[0074] W下结合附图对本发明的原理和特征进行描述,所举实例只用于解释本发明,并 非用于限定本发明的范围。
[0075] 如图1所示,一种压力传感器的溫度补偿系统,包括待补偿压力传感器和变送器;
[0076] 所述待补偿压力传感器为恒流源驱动式娃压阻式压力传感器;
[0077] 所述变送器包括恒流源、模拟补偿模块、模数转换模块和数字补偿模块;
[0078] 所述恒流源,其用于提供所述待补偿压力传感器的驱动电源;
[0079] 所述模拟补偿模块,其用于将所述待补偿压力传感器的输出电压进行转换,使转 换输出电压在压力一定的情况下与所述待补偿压力传感器的输入电压之间的关系可被二 次多项式曲线拟合;
[0080] 所述模拟补偿模块为电阻网络。
[0081 ] 如图2所示,所述电阻网络包括第一电阻1、第二电阻2、第Ξ电阻3和第四电阻4;
[0082] 所述第一电阻1 一端接地,另一端与所述待补偿压力传感器的第一负输入端电连 接;
[0083] 所述第二电阻2-端接地,另一端与所述待补偿压力传感器的第二负输入端电连 接;
[0084] 所述第Ξ电阻3-端与所述待补偿压力传感器的正输入端电连接,另一端与所述 待补偿压力传感器的负输出端电连接;
[0085] 所述第四电阻4 一端与所述待补偿压力传感器的正输入端电连接,另一端与所述 待补偿压力传感器的正输出端电连接。
[0086] 所述模数转换模块,其用于根据预设的Ξ个标定溫度点和两个标定压力,采集在 每个所述标定压力下每个所述标定溫度点所对应的所述输入电压和所述转换输出电压;其 还用于采集测量压力所对应的所述输入电压和所述转换输出电压;其中,所述Ξ个标定溫 度点在所述待补偿压力传感器的工作溫度范围内,所述两个标定压力在所述待补偿压力传 感器的测量范围内;
[0087] 所述数字补偿模块,其用于根据每个所述标定压力下每个所述标定溫度点所对应 的所述输入电压和所述转换输出电压,求解每个所述标定压力下表征所述转换输出电压与 所述输入电压之间的关系的二次多项式曲线方程;其还用于根据所述测量压力所对应的所 述输入电压和所述转换输出电压、所述二次多项式曲线方程及所述标定压力求解所述测量 压力的数值。
[0088] 所述数字补偿模块包括二次多项式曲线方程求解模块和测量压力数值求解模块。
[0089] 所述二次多项式曲线方程求解模块,其用于构建每个所述标定压力下表征所述转 换输出电压与所述输入电压之间的关系的二次多项式曲线方程;
[0090] 第一标定压力对应的构建二次多项式曲线方程如第二公式所示;第二标定压力对 应的构建二次多项式曲线方程如第Ξ公式所示;
[0091 ] 所述第二公式如下所述:
[0092] U'日i = coi+ciiUti+C2册i2
[0093] 所述第Ξ公式如下所述:
[0094] U ' 02 = C02+C12Ut2+C22Ut2^
[00M]其中,所述U'oi和化1分别为第一标定压力对应的转换输出电压变量和输入电压变 量;所述U ' 02和化2分别为第二标定压力对应的转换输出电压变量和输入电压变量;所述C01、 C11和C21为待求解的第一标定压力对应的所述二次多项式曲线方程的系数;所述C02、C12和 C22为待求解的第二标定压力对应的所述二次多项式曲线方程的系数;
[0096] 将第一标定压力下Ξ个标定溫度点所对应的所述输入电压和所述转换输出电压 分别代入所述第二公式,构建方程组,求解所述待求解的第一标定压力对应的所述二次多 项式曲线方程的系数,得第一标定压力对应的所述二次多项式曲线方程如第四公式所示; 将第二标定压力下Ξ个标定溫度点所对应的所述输入电压和所述转换输出电压分别代入 所述第Ξ公式,构建方程组,求解所述待求解的第二标定压力对应的所述二次多项式曲线 方程的系数,得第二标定压力对应的所述二次多项式曲线方程如第五公式所示;
[0097] 所述第四公式如下所示:
[009引 U'oi = ai+bi 化 1+C1 化 i2
[0099] 所述第五公式如下所示:
[0100] U'日2 = a2+b2化2+C2化22
[0101] 其中,所述ai、bi和C1为求解的第一标定压力对
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