[发明专利]一种压力传感器温度补偿系数的设置方法

摘要

一种压力传感器温度补偿系数的设置方法，所述压力传感器中的智能传感模块包括毫伏级敏感元件模块、智能信号调理模块及其内部的参数存储器；所述方法由压力施加单元和温度施加单元给智能传感模块提供工作环境；并由测量计算及写操作单元连接智能信号调理模块进行设置；本发明的方法用两个简洁的函数表达了零点温漂补偿系数与零点、满度温漂补偿系数与满度之间的关系，并据此来设计操作流程，本发明的方法只需简单地测定两个温度点下的零点及满压输出的数据，即可计算出所需的零点和满度温漂补偿系数并写入传感器实现温度补偿。本发明在实际生产过程中非常易于实现，显著地简化了操作，优化了流程，提高了生产效率。

主权项

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。