[实用新型]一种电阻式位移传感器温度自补偿装置

说明书

一种电阻式位移传感器温度自补偿装置，涉及电阻式位移传感器信号处理领域。解决电阻式位移传感器受温度影响产生误差的问题。本实用新型包括：恒流源、电阻式位移传感器、前置滤波器、放大器、抗混叠滤波器、A/D转换器、MCU。恒流源提供稳定电流；电阻式位移传感器产生输出测量信号；前置滤波器滤除系统外部引入的干扰信号；放大器用于放大信号；抗混叠滤波器滤除放大器产生的干扰信号；A/D转换器用于模拟信号和数字信号转换；MCU对多路模拟开关进行通道选择，处理输出电压信号，并通过其内部线性处理把电压转换为位移。本实用新型电阻式位移传感器温度自补偿装置，可减小温度引起的传感器阻值变化所造成的误差，该方法准确高效，便于实际应用。

技术领域

本实用新型解决温度引起电阻式位移传感器阻值变化所造成的误差问题，涉及电阻式位移传感器信号处理领域。

背景技术

电阻式位移传感器由于受到外界温度变化的影响，其电阻值也发生变化，从而造成误差；在传感器温度补偿中，分为硬件补偿和软件补偿；硬件补偿有灵敏度温度漂移补偿和零点温度漂移补偿；软件补偿是直接对输出信号进行补偿，找到实际与理想输出信号之间的关系式，通过单片机运算直接将结果显示为理想数值，软件补偿算法有分线段线性插值法、三次样条曲线插值算法等。

本实用新型通过在电阻式位移传感器两个端点和输出点这三点连接后续电路，可以在不同温度下得到满量程点、零点和输出点处的电压，然后通过MCU处理单元将电压转换成位移，通过这种自补偿方法可以减小温度变化带来的误差，提高测量精度。

发明内容

本实用新型目的是为了解决由温度引起的电阻式位移传感器阻值变化所造成的误差问题，从而提供了一种电阻式位移传感器温度自补偿装置。

本实用新型所述的电阻式位移传感器温度自补偿装置，其组成部分包括：恒流源、电阻式位移传感器、前置滤波器、放大器、抗混叠滤波器、A/D转换器、MCU；恒流源提供稳定电流；电阻式位移传感器产生输出测量信号；前置滤波器用于滤除系统外部引入的干扰信号；放大器用于放大信号；抗混叠滤波器用于滤除放大器产生的干扰信号；A/D转换器用于模拟信号和数字信号的转换；MCU对多路模拟开关进行通道选择，处理输出电压信号，并通过其内部线性处理将电压转换为位移。

本实用新型所述的电阻式位移传感器温度自补偿方法，它包括以下步骤：

（1）恒流源、电阻式位移传感器、固定电阻组成一个串联电路；

（2）确定电阻式位移传感器的两个端点和输出点，并分别在此三点上依次连接前置滤波器、放大器，形成三路测量通道，再分别连接多路模拟开关的不同输入端，而多路模拟开关输出端则连接抗混叠滤波器、A/D转换器和MCU；

（3）MCU对上述三路测量通道进行选择，然后对信号进行处理，并通过其内部线性处理把电压转换为位移。

其中，步骤（2）中的各部分器件作用为：恒流源提供稳定电流；电阻式位移传感器产生输出测量信号；前置滤波器用于滤除系统外部引入的干扰信号；放大器用于放大信号；抗混叠滤波器用于滤除放大器产生的干扰信号；A/D转换器用于模拟信号和数字信号的转换；MCU有两个作用：一个作用是对多路模拟开关进行通道选择，另一个作用是对输出电压信号进行处理，并通过其内部线性处理把电压转换为位移。

步骤（3）中的线性数学关系转换过程为：先得到满量程位移与初始位移的差值，以及满量程电压与零点电压的差值；然后得到这两个差值的比值；再用这个比值乘以电阻式位移传感器输出电压与零点电压的差值；最后用这个乘积加上初始位移，就可以得到电阻式位移传感器输出电压所对应的位移量。