[实用新型]数字式压力传感器

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种传感器，具体涉及一种成本低廉并且具有高效能的全温补偿等优点的数字式压力传感器。

背景技术

目前，市场上存在和销售的硅压力传感器，都是基于硅压阻原理来测量压力的。由于硅材料本身的特性，硅压力传感器具有温度漂移大的特点，在工业温度范围(-40～85℃)内，很难获得高的精度和稳定度。虽然有些厂家对产品进行了严格的校准，但由于校准方法的局限，产品只能在指定温度点(一般为25℃)达到精度要求；也有一些内带单片机的产品，采用了查表法来扩展保证精度的温度范围，但由于查表法要求大量测试数据，需要产品带有很大内存，测试大量数据，导致生产成本的提高，最终，只能在常温下测几个，然后通过插值法来补偿，根本无法完成全温区的校准。

实用新型内容

发明目的：为了克服现有技术中存在的不足，本实用新型提供一种成本低廉并且具有高效能的全温补偿等优点的数字式压力传感器。

技术方案：为解决上述技术问题，本实用新型的数字式压力传感器，包括传感器压力检测芯片、温度传感器、信号放大模块、CPU、DA模块和电源模块，所述传感器压力芯片将检测到的压力信号转换为电压信号，所述温度传感器检测传感器压力芯片的工作温度并转化为电压信号，两种电压信号通过信号放大模块进行放大和AD变换；经放大和AD变换后的信号进入CPU，CPU求出实际压力后通过DA模块变换成模拟电压并输出；所述的电源模块对输入的电源进行稳压和滤波处理。

所述的传感器压力芯片为硅压力敏感芯片。

所述的硅压力敏感芯片背后设有温度传感器，所述温度传感器紧贴硅压力敏感芯片安装。

测量的压力信号也可采用数字方式输出，如SPI、I2C、PWM、UART等。

有益效果：本实用新型的数字式压力传感器，通过采用温度传感器对硅压力敏感元件的工作温度进行实时检测；采用单片机对温度和压力数据进行实时数字信号处理；最终得到全温区温度传感器传递函数的解析式和全温区压力传感器传递函数的解析式；能够实现全温区的温度补偿；同时，具有成本低廉和适用性广泛等优点。

附图说明

附图为本实用新型的电路结构框图。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型作更进一步的说明。

如附图所示，本实用新型的数字式压力传感器，包括传感器压力检测芯片、温度传感器、信号放大模块、CPU、DA模块和电源模块，所述传感器压力芯片将检测到的压力信号转换为电压信号，所述温度传感器检测传感器压力芯片的工作温度并转化为电压信号，两种电压信号通过信号放大模块进行放大和AD变换；经放大和AD变换后的信号进入CPU，CPU求出实际压力后通过DA模块变换成模拟电压并输出；所述的电源模块对输入的电源进行稳压和滤波处理。

其中，传感器压力芯片为硅压力敏感芯片；硅压力敏感芯片背后设有温度传感器，温度传感器紧贴硅压力敏感芯片安装；测量的压力信号也可采用数字方式输出，如SPI、I2C、PWM、UART等。

本实用新型的数字式压力传感器在使用时，采用温度传感器对硅压力敏感元件的工作温度进行实时检测；采用单片机对温度和压力数据进行实时数字信号处理；对实际温度值、温度传感器输出信号进行二维数据拟合，得到全温区温度传感器传递函数的解析式；对实际压力、实际温度、压力传感器输出信号进行三维数据拟合，得到全温区压力传感器传递函数的解析式；用二个函数对测得的温度信号和压力信号进行实时校准，实现了全温区的温度补偿；本实用新型也可用于压力检测元件是其他材料(如溅射薄膜等)的场合，或被测量是其他物理量且需要全温区校准的场合。

在具体的生产制造过程中，对于批量生产的同型号产品，由于具有相同的电路结构，所以具有相同的解析式，解析式的获取工作只需在设计时做一次，即可做在单片机的软件中；对于批量生产的同型号产品，各个成品的参数离散表现为解析式的系数变化，因此只须保存各自的系数即可，相比查表法，对内部存储器的需求是很少的；由于解析式相同，生产校准只需针对具体的解析式测几个特定的点即可，可以大大降低校准测试的工作量；在提高精度、拓宽工作温度范围和提高成品成品率的同时，能够降低产品的成本和能源消耗。

以上所述仅是本实用新型的优选实施方式，应当指出：对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本实用新型的保护范围。