一种9mm压电激励振动筒压力传感器的拟合方法

文档序号:9863047阅读:459来源:国知局
一种9mm压电激励振动筒压力传感器的拟合方法
【技术领域】
[0001] 本发明属于传感器拟合校准的技术领域,具体设及一种9mm压电激励振动筒压力 传感器的拟合方法。
【背景技术】
[0002] 国内传统的18mm振动筒压力传感器使用24位系数多项式在全溫度范围内拟合校 准;国外的电磁激励振动筒压力传感器采用15位系数多项式在全溫度范围内拟合校准,娃 谐振压力传感器采用20位系数多项式在全溫度范围内拟合校准。采用18mm振动筒压力传感 器的24位系数多项式拟合校准公式对9mm振动筒压力传感器拟合校准,发现该校准公式不 能对9mm压电激励振动筒压力传感器全溫度范围内进行校准,存在某些标定点残差非常大 的缺点;尽管去除某些溫度点可W采用24位系数多项式校准公式对9mm振动筒压力传感器 进行拟合校准,但运种方法严重影响了该产品的应用范围;另外,在研究中发现采用10阶切 比雪夫(化ebyshev)多项式可W对9mm压电激励振动筒传感器进行校准,但该方法给出的公 式有64位系数,并且公式复杂,计算机运算量大;通过验证,国外电磁激励振动筒传感器和 娃谐振压力传感器拟合校准公式均不适合用来校准9mm压电激励振动筒压力传感器。探索 研究9mm压电激励振动筒压力传感器的校准方法很重要。

【发明内容】

[0003] 本发明为了解决现有的校准方法不适合9mm压电激励振动筒压力传感器的拟合校 准,并且严重影响了 9mm压电激励振动筒压力传感器应用范围的问题。
[0004] 本发明采用如下的技术方案实现: 一种9mm压电激励振动筒压力传感器的拟合方法,步骤如下: 步骤1:采用标定系统对9mm压电激励振动筒压力传感器标定,并给出标定数据及各溫 度点和压力点对应的溫压和周期; 步骤2:采用标定数据并对传感器进行频率溫度特性分析; 步骤3:通过频率溫度特性分析并计算,给出传感器标定数据分段节点; 步骤4:采用18mm振动筒压力传感器已有的24位系数多项校准公式在化REG环境中对 9mm压电激励振动筒压力传感器分段校准,并分段给出校准残差和校准系数,进而完成9mm 压电激励振动筒压力传感器的拟合校准。
[0005] 18mm压电激励振动筒压力传感器拟合校准方式是在NLREG环境中通过直接处理标 定数据给出已有多项式校准公式的24位系数,多项式校准公式为:
其中,A是与振动筒压力传感器性能相关的经验常系数,K为校准系数,随传感器的不同 而变化,y表示周期(US),x表示溫压(V),P表示压力化化)。在对9mm压电激励振动筒压力传 感器的拟合校准过程中,首先要用标定数据对振动筒压力传感器进行频率溫度特性分析, 根据压力传感器的频率溫度特性给出标定数据的分段点,然后采用已有多项式在化REG环 境中通过处理标定数据给出多项式校准公式的24位系数。在相同的已有公式下,通过分段 校准,然后分段给校准系数,可W有效提高振动筒压力传感器的校准精度,而且不改变原来 公式简单,运算量小的特点。
[0006] 本发明的有益效果:适用于9mm压电激励振动筒压力传感器的拟合校准,采用本发 明去校准9mm压电激励振动筒压力传感器不仅提高了该传感器的校准精度,而且提高了 9mm 压电激励振动筒传感器的合格率,进一步拓展了该传感器的应用范围。使该压力传感器不 仅应用在一般的工业压力测量方面,而且应用在大气数据和机载系统高精度测量中。
【附图说明】
[0007] 图1恒压条件下频率随溫度变化图, 图2为全溫度范围内拟合校准残差图, 图3为去掉7(TC对其它溫度点拟合校准残差图, 图4为分段校准大于等于4(TC溫度点校准残差图, 图5为分段校准小于等于4(TC溫度点校准残差图。
【具体实施方式】
[0008] 一种9mm压电激励振动筒压力传感器的拟合方法,适用于9mm压电激励振动筒压力 传感器的拟合校准,在对标定数据频率溫度特性分析,对标定数据进行分段处理的条件下 进行,具体步骤如下: 步骤1:采用标定系统对9mm压电激励振动筒压力传感器标定,并给出标定数据及各溫 度点和压力点对应的溫压和周期; 步骤2:采用标定数据并对传感器进行频率溫度特性分析; 步骤3:通过频率溫度特性分析并计算,给出传感器标定数据分段节点; 步骤4:采用18mm振动筒压力传感器已有的24位系数多项校准公式在化REG环境中对 9mm压电激励振动筒压力传感器分段校准,并分段给出校准残差和校准系数,进而完成9mm 压电激励振动筒压力传感器的拟合校准。
[0009] 实施例:采用标定系统对9mm压电激励振动筒压力传感器进行标定,并且采集标定 数据,表1为恒压条件下周期随溫度变化部分标定数据。用标定数据对该压力传感器的周期 溫度特性进行分析,并给出恒压条件下周期随溫度的变化如图1,通过频率溫度特性分析, 可W看出标定数据分段节点在溫压为2.50V处,此处溫度为40°C,再采用18mm振动筒压力传 感器24位系数多项校准公式在化REG环境中进行拟合校准,并且分段给出校准系数和残差 图图4和图5。
[0010] 表1恒压条件下周期随溫度变化的部分标定数据
对比方法:采用18mm压电激励振动筒压力传感器拟合校准方式直接进行校准并给出残 差图和校准系数图2和图3。
[0011]比较两种方法给出的拟合残差图可W看出图2的校准误差大约为80化,校准精度 在全溫度全压力范围内为〇.〇3%FS,图3的校准误差大约为40化,但对70°C溫度点不能校 准,会导致校准精度很大。通过频率溫度特性分析,给出分段节点,然后进行分段校准并给 出校准残差图4和图5,从图可W看出校准误差在12化W内,校准精度在全溫度全压力范围 内为0.02%FS,说明分段拟合校准方法能够有效地提高9mm振动筒压力传感器的拟合校准 精度,进而提高了该传感器的应用范围。
【主权项】
1. 一种9mm压电激励振动筒压力传感器的拟合方法,步骤如下: 步骤1:采用标定系统对9mm压电激励振动筒压力传感器标定,并给出标定数据及各温 度点和压力点对应的温压和周期; 步骤2:采用标定数据并对传感器进行频率温度特性分析; 步骤3:通过频率温度特性分析并计算,给出传感器标定数据分段节点; 步骤4:采用18mm振动筒压力传感器已有的24位系数多项校准公式在NLREG环境中对 9mm压电激励振动筒压力传感器分段校准,并分段给出校准残差和校准系数,进而完成9mm 压电激励振动筒压力传感器的拟合校准。
【专利摘要】本发明属于传感器拟合校准的技术领域,具体涉及一种9mm压电激励振动筒压力传感器的拟合方法,解决了现有的校准方法不适合9mm压电激励振动筒压力传感器的拟合校准,并且严重影响了9mm压电激励振动筒压力传感器应用范围的问题。其采用18mm振动筒压力传感器已有的24位系数多项校准公式在NLREG环境中对9mm压电激励振动筒压力传感器分段校准,并分段给出校准残差和校准系数,进而完成9mm压电激励振动筒压力传感器的拟合校准。本发明不仅提高了该传感器的校准精度,而且提高了9mm压电激励振动筒传感器的合格率,进一步拓展了该传感器的应用范围。
【IPC分类】G01L25/00
【公开号】CN105628297
【申请号】CN201510983868
【发明人】姚敏强, 康志宏, 宋继红, 乔璐
【申请人】太原航空仪表有限公司
【公开日】2016年6月1日
【申请日】2015年12月24日
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