[发明专利]一种压力传感器温度补偿系数的设置方法

权利要求书

1.一种压力传感器温度补偿系数的设置方法，所述压力传感器包括智能传感模块（10），所述智能传感模块（10）包括毫伏级敏感元件模块（20）、智能信号调理模块（22）、及其内的参数存储器（23）；所述毫伏级敏感元件模块（20）的输出连接智能信号调理模块（22），所述智能信号调理模块（22）内部设置参数存储器（23）；所述方法基于压力施加单元（41）、温度施加单元（42）、测量计算及写操作单元（50），测量计算及写操作单元（50）连接智能信号调理模块（22）；其特征在于，所述方法包括步骤：

A.首先将智能传感模块（10）置于由温度施加单元（42）所建立的第一温度环境T1中，此时压力施加单元（41）对毫伏级敏感元件模块（20）施加的压力为零； 

B.此时向智能信号调理模块（22）中写入一个预置满度温补系数β₁，然后在智能信号调理模块（22）输出Vout处测得零压输出值Z₁（β₁），将此步骤数据在测量计算及写操作单元（50）中暂存；

C.接下来，压力施加单元（41）对毫伏级敏感元件模块（20）施加的压力为满压，在智能信号调理模块（22）中的预置满度温补系数保持为β₁，然后在智能信号调理模块（22）输出Vout处测得满压输出值FSO₁（β₁），将此步骤数据在测量计算及写操作单元（50）中暂存；

D.接下来，压力施加单元（41）对毫伏级敏感元件模块（20）施加的压力保持满压，在智能信号调理模块（22）中的预置温补系数改为β₂，然后在智能信号调理模块（22）输出Vout处测得满压输出值FSO₁（β₂），将此步骤数据在测量计算及写操作单元（50）中暂存；

E.接下来，压力施加单元（41）对毫伏级敏感元件模块（20）施加的压力降为零压，此时向智能信号调理模块（22）中写入的预置满度温补系数仍为β₂，然后在智能信号调理模块（22）输出Vout处测得零压输出值Z₁（β₂），将此步骤数据在测量计算及写操作单元（50）中暂存；

F.接下来，温度施加单元（42）将智能传感模块（10）的环境温度改为第二温度环境T2并稳定，此时压力施加单元（41）对毫伏级敏感元件模块（20）施加的压力降为零压；

G.接下来，此时向智能信号调理模块（22）中写入的预置满度温补系数为β₁，然后在智能信号调理模块（22）输出Vout处测得零压输出值Z₂（β₁），将此步骤数据在测量计算及写操作单元（50）中暂存；

H.接下来，压力施加单元（41）对毫伏级敏感元件模块（20）施加的压力为满压，在智能信号调理模块（22）中的预置温补系数保持为β₁，然后在智能信号调理模块（22）输出Vout处测得满压输出值FSO₂（β₁），将此步骤数据在测量计算及写操作单元（50）中暂存；

I.接下来，压力施加单元（41）对毫伏级敏感元件模块（20）施加的压力仍为满压，在智能信号调理模块（22）中的预置温补系数改为β₂，然后在智能信号调理模块（22）输出Vout处测得满压输出值FSO₂（β₂），将此步骤数据在测量计算及写操作单元（50）中暂存；

J.接下来，压力施加单元（41）对毫伏级敏感元件模块（20）施加的压力降为零点，此时向智能信号调理模块（22）中写入的预置满度温补系数保持为β₂，然后在智能信号调理模块（22）输出Vout处测得零压输出值Z₂（β₂），将此步骤数据在测量计算及写操作单元（50）中暂存；

K.根据以上测得并存储的数据，测量计算及写操作单元（50）将计算求解实现一阶满度温漂所需的补偿系数β，

根据满度温漂补偿系数与满度函数关系表达式

S=a / (b+β)，

式中   S  满度输出值，随温度变化而变化

       a为满度温漂补偿系数计算因子1，随温度变化而变化

       b为满度温漂补偿系数计算因子2，随温度变化而变化

       β  满度温度补偿系数

求解合适的β值使得两个温度点下的满度值相等即

S₁（β）= S₂（β），

T1温度下   S1（β）=a 1/ (b1+β)  

T2温度下   S2（β）=a2 / (b2+β)

解得 β= （ a2 b1- a 1 b2）/ （a 1- a2）

 在T1温度下

                                                   

S1（β₁）= FSO₁（β₁）- Z₁（β₁）；S₁（β₂）= FSO₁（β₂）- Z₁（β₂）

上述方程组中，β₁、β₂，Z₁（β₁）、FSO₁（β₁），Z₁（β₂）、FSO₁（β₂）都是T1温度下测得的数据，因此可以解出a 1和b1的值

同理，在T2温度下

         

S₂（β₁）= FSO₂（β₁）- Z₂（β₁）；S₂（β₂）= FSO₂（β₂）- Z₂（β₂）

上述方程组中，β₁、β₂，Z₂（β₁）、FSO₂（β₁），Z₂（β₂）、FSO₂（β₂）都是T2温度下测得的数据，因此可以解出a2和b2的值     

     将β值由测量计算及写操作单元（50）写入智能信号理模块（22）内的参数存储器（23），实现满度温漂补偿；

L.此时仍在T2温度下，智能传感模块（10）已经实现满度温度补偿，接下来，压力施加单元（41）对毫伏级敏感元件模块（20）施加的压力为零压； 此时向智能信号调理模块（22）中写入一个预置零点温补系数δ₁，然后在智能信号调理模块（22）输出Vout处测得零压输出值Z₂（δ₁），将此步骤数据在测量计算及写操作单元（50）中暂存；

M.接下来，向智能信号调理模块（22）中写入一个预置零点温补系数δ₂，然后在智能信号调理模块（22）输出Vout处测得零压输出值Z₂（δ₂），将此步骤数据在测量计算及写操作单元（50）中暂存；

N.接下来，降低温度到第一温度环境T1，稳定后，此时，压力施加单元（41）对毫伏级敏感元件模块（20）施加的压力仍为零，在智能信号调理模块（22）中写入预置温补系数δ₁，然后在智能信号调理模块（22）输出Vout处测得零压输出值Z₁（δ₁），将此步骤数据在测量计算及写操作单元（50）中暂存；

O.接下来，智能信号调理模块（22）中的预置零点温补系数改写为δ₂，然后在智能信号调理模块（22）输出Vout处测得零压输出值Z₁（δ₂），将此步骤数据在测量计算及写操作单元（50）中暂存；

P.根据以上测得并存储的数据，测量计算及写操作单元（50）将计算求解实现一阶零点温漂所需的补偿系数δ，

根据零点温漂补偿系数与零点函数关系表达式

 Z=x + y×δ   

式中   Z  零点输出值，随温度变化而变化

       X 为零点温漂补偿系数计算因子1，随温度变化而变化

       Y为零点温漂补偿系数计算因子2，随温度变化而变化

      δ  零点温度补偿系数

求解合适的δ值使得两个温度点下的零点值相等即

  Z 1（δ）= Z 2（δ）

T1温度下  Z 1（δ）= x 1+ y1δ  

T2温度下  Z 2（δ）= x2 + y2δ

解得δ= （ x2- x 1）/ （y1- y2）

在T1温度下

    

          上方程组中，δ₁和δ₂以及Z1（δ₁）及Z1（δ₂）都是测得的数据，因此可以解出x 1和y1的值

同理，在T2温度下

         

          上方程组中，δ₁和δ₂以及Z2（δ₁）及Z2（δ₂）都是测得的数据，因此可以解出x2和y2的值

          将δ值由测量计算及写操作单元（50）写入智能信号调理模块（22）内的参数存储器（23），实现零点温漂补偿。