[发明专利]一种减小压力传感器基本误差的方法

说明书

技术领域

本发明涉及压力传感器校准及测量技术领域，尤其是一种减小压力传感器系统误差中基本误差的方法。

背景技术

各种传感器系统由于种种原因都存在误差，压力传感器也不例外。在测量过程中，压力传感器存在着系统误差，找出并减小系统误差有利于提高测量精度，因此研究如何减小压力传感器的系统误差显得非常重要。为此国内外学者从不同的角度对减小压力传感器误差作了许多研究，并申请了大量专利，如：1、申请号为CN200610088029.5的中国专利公开的“压力传感器误差修正方法”对压力传感器零位失调、温度漂移、非线性三项误差进行修正；2、申请号为CN200910004648.5的中国专利公开的“用于补偿压力传感器误差的系统和方法”用于校准传感器与其他压力传感器的压力值之间的差值进行补偿；3、申请号为CN200810055512.2的中国专利公开的“计量电子测压器灵敏度的方法”分别在常温、高温和低温环境下对被校准的电子测压器进行动态校准，主要用于温度修正。这些研究和专利大多应用于对传感器的各方面误差进行修正或补偿，但是在压力传感器误差中还有一项比较重要的误差，即基本误差。压力传感器的基本误差是指压力传感器制造出厂前在规定条件下进行校验时的误差。压力传感器的基本误差是传感器本身所固有的，因此又称固有误差，它与压力传感器的结构原理、元器件质量和装配工艺等因素有关，基本误差的大小常用传感器的精度等级来表示，它是一个确定的值。基本误差也是测量仪器划分准确度的重要依据。现有技术没有直接通过减小压力传感器基本误差的解决方法来提高传感器测量精度，同时对减小压力传感器基本误差也无能为力。

发明内容

为了克服现有技术无法减小压力传感器基本误差的不足，本发明提供了一种减小压力传感器基本误差的方法，克服了现有技术的对基本误差无能为力的缺点，减小压力传感器的基本误差，提高测量精度。

本发明的主要思路是：调节压力校准仪输出M个预校准气压P_预校准m，m＝1，2……M，施加到压力传感器上，使压力传感器产生得到M个压力数据P_测量m，用P_校准m替换P_测量m，并用来逐个校准压力传感器的量程，将M个压力校准系数C_{校准系数m}各自乘以X倍，得到M个压力校准值C_校准m，与相对应M个电压测量值V_测量m相乘得到M个压力点的一组压力值，对压力值进行精度等级检定，通过反复增减X值找出满足精度等级的最大时传感器量程系数的最佳值。使测量大小不同的压力时始终处于精度最高的状态。

本发明具体包括下述步骤：

步骤一：选择压力校准仪的量程，使其等于压力传感器的量程，将压力校准仪的量程均分M个预校准气压P_预校准m，m＝1，2……M，并施加到压力传感器上，调节压力校准仪输出M个P_预校准m，使压力传感器产生M个压力测量数据P_测量m以及相对应的电压测量值V_测量m，并分别将这M个压力数据P_测量m和电压测量值V_测量m按测量的先后顺序依次存储。(M取大于5的任意自然数。)

步骤二：将M个P_测量m作为用来校准的数据，并将P_测量m按先后顺序逐个输入到压力校准仪，再次启动压力校准仪施加到压力传感器，用M个校准数据P_测量m逐个校准压力传感器的量程，得到M个压力校准系数C_{校准系数m}，即C_{校准系数m}＝P_测量m/V_校准m，其中，V_校准m是M个压力传感器所对应的电压值。

步骤三：通过增减传感器量程系数X的值找出满足相对精度等级最高时传感器量程系数的最佳值，第一次取X＝1，将M个压力校准系数各自乘以X倍，C_{校准系数m}*X＝C_校准m，得到压力校准值C_校准m，并按相乘的先后顺序逐个存储，X取值范围0.85～1.25。

步骤四：计算压力值，将M个压力校准值C_校准m与相对应的预校准气压时压力传感器产生的M个电压测量值V_测量m相乘得到M个压力值P_m，即C_校准m*V_测量m＝P_m。