一种压强值的测定方法及系统技术方案

本发明专利技术公开了一种压强值的测定方法及系统。所述方法包括：(1)对于包含外围放大电路和模/数转换电路的压强传感器，采集其数字电路输出的数字量D、以及环境温度T；(2)获取预先标定的标定温度、标定数字量、以及对应的标定压强值；(3)根据数字量D、环境温度T、进行温度补偿，获得测定压强值。所述系统包括：测定参数采集模块、定点寄存模块、以及补偿计算模块。本发明专利技术提供的压强值测定方法及系统，根据环境温度对压强传感器输出的数字量D与实际压强值之间的关系进行了补偿计算，测定得到的压强值误差控制在1％之内，能够满足高精度工程测量需求，在海拔高度计算、室内导航方面有着广阔的应用前景和重要的应用价值。

Method and system for measuring pressure value

The invention discloses a method and a system for measuring the pressure value. The method comprises the following steps: (1) to include amplifying pressure sensor circuit and analog digital conversion circuit, digital D, acquisition of the digital circuit output and the ambient temperature T; (2) to obtain pre calibration, calibration, and digital temperature calibration pressure values; (3) according to the number the amount of D, T, environmental temperature and temperature compensation for pressure value determination. The system comprises a measuring parameter acquisition module, a fixed-point storage module and a compensation calculation module. The invention provides a pressure value determination method and system, according to the relationship between the ambient temperature of the pressure sensor output digital D and the actual pressure value of the compensation calculation of measured pressure value error is controlled within 1%, can meet the demand of high precision engineering measurement, and has broad application prospects and important application value height calculation, at an altitude of indoor navigation.

【技术实现步骤摘要】
一种压强值的测定方法及系统
本专利技术属于测量
，更具体地，涉及一种压强值的测定方法及系统。
技术介绍
目前的压强值测定方法，多直接采用压阻式压强传感器，其原理是利用单晶硅材料的压阻效应和集成电路技术制成的传感器。压阻式传感器常用于压强、拉力、压强差和可以转变为力的变化的其他物理量(如液位、加速度、重量、应变、流量、真空度)的测定和控制。然而目前的压阻式压强传感器由于其本身及外周电路的理化特性受到温度影响，应用环境下压强测定值的结果误差较大。在实际工程系统中压强测模块在-55℃到125℃时的测定误差达到3％以上，不能满足工程需求。
技术实现思路
针对现有技术的以上缺陷或改进需求，本专利技术提供了一种压强值的测定方法及系统，其目的在于通过对压阻式压强传感器输出的数字量，根据环境温度进行温度补偿，由此解决现有的压阻式压强传感器测定压强值时在环境温度变化较大的情况下，测定误差较大不能满足工程精度需求的技术问题。为实现上述目的，按照本专利技术的一个方面，提供了一种压强值的测定方法，包括以下步骤：(1)对于包含外围放大电路和模/数转换电路的压强传感器，采集其数字电路输出的数字量D、以及环境温度T；所述压强传感器优选为压阻式压强传感器。(2)获取预先标定的标定温度、标定数字量、以及对应的标定压强值；(3)根据步骤(1)中采集的数字量D、环境温度T、以及步骤(2)中获取的标定温度、标定数字量、以及对应的标定压强值进行温度补偿，获得测定压强值。优选地，所述压强值测定方法，其步骤(2)所述预先标定的标定温度、标定数字量、以及对应的标定压强值按照如下方法确定：(2-1)选取若干个标定压强值、以及若干标定温度值；(2-2)使得所述包含外围放大电路和模/数转换电路的压强传感器，分别处于步骤(2-1)选取的所述标定压强值下，并使得其环境温度为所述标定温度；(2-3)采集步骤(2-2)中每一组标定压强及标定温度对应的所述传感器数字电路的输出量，作为标定数字量。优选地，所述压强值测定方法，其步骤(3)所述温度补偿采用：直接标定补偿、线性拟合补偿、或抛物线插值补偿。优选地，所述压强值测定方法，其直接标定补偿具体步骤如下：A1、根据步骤(2)选取的标定压强、标定温度，以及采集的所述标定压强、标定温度对应的标定数字量，对于特定标定压强，采用分段二次函数进行拟合，获得数字电路输出的数字量与环境温度的变化曲线；A2、按照如下方法计算测定压强：其中，PC为测定压强；数字电路输出的数字量与环境温度的变化曲在线温度为T时对应的数字量中最接近数字电路输出的数字量D的数字量分别为Da和Db，且Da＜D＜Db；Pa为Da对应的标定压强；Pb为Db对应的标定压强。优选地，所述压强值测定方法，其所述线性拟合补偿具体步骤如下：B1、根据步骤(2)选取的标定压强、标定温度、以及采集的所述标定压强、标定温度对应的标定数字量，对于特定温度下，采用线性函数进行拟合，获得特定温度下数字量随压强变化的线性曲线；B2、测定压强按照如下方法计算：其中，PC为测定压强；Pa为低于环境温度T中与环境温度T最接近的标定温度下，数字量随压强变化的线性曲线上，数字量D对应的压强值；Pb为高于环境温度T中与环境温度T最接近的标定温度下，数字量随压强变化的线性曲线上，数字量D对应的压强值；T1为低于环境温度T中与环境温度T最接近的标定温度。优选地，所述压强值测定方法，其所述抛物线插值补偿的具体步骤如下：C1、根据步骤(2)选取的标定压强、标定温度、以及采集的所属标定压强、标定温度对应的标定数字量，获得不同温度下的压强随数字量D的变化曲线；C2、选取步骤C1中，测定压强按照如下方法计算：其中，PC为测定压强；其中T0、T1、T2分别为的标定温度P0、P1、P2分别为所述温度T0、T1、T2下的压强随数字量D的变化曲线上，步骤(1)获取的数字量D对应的标定压强。按照本专利技术的另一个方面提供了一种压强值的测定系统，其包括：测定参数采集模块，用于获取环境温度T、以及包含外围放大电路和模/数转换电路的压强传感器的数字电路输出的数字量D，输出给补偿计算模块；标定点寄存模块，用于存储预先标定的标定温度、标定数字量、以及对应的标定压强值数据；补偿计算模块，用于调取标定点寄存模块的数据，将测定参数采集模块采集的数字量D根据环境温度T进行温度补偿，计算测定压强并输出。优选地，所述压强值的测定系统，其补偿计算模块，为直接标定补偿计算模块，所述直接标定补偿计算模块应用权利要求4步骤(3)所述的直接标定补偿对数字量D进行补偿计算。优选地，所述压强值的测定系统，其补偿计算模块，为线性拟合补偿计算模块，所述线性拟合补偿计算模块应用权利要求5步骤(3)所述的直接标定补偿对数字量D进行补偿计算。优选地，所述压强值的测定系统，其补偿计算模块，为抛物线插值补偿计算模块，所述抛物线插值补偿计算模块应用权利要求6步骤(3)所述的直接标定补偿对数字量D进行补偿计算。总体而言，通过本专利技术所构思的以上技术方案与现有技术相比，由于本专利技术提供的压强值测定方法及系统，根据环境温度对压强传感器输出的数字量D与实际压强值之间的关系进行了补偿计算，测定得到的压强值误差控制在1％之内，优选方案测量误差降低到0.3％，能够满足高精度工程测量需求，在海拔高度计算、室内导航方面有着广阔的应用前景和重要的应用价值。附图说明图1是本专利技术提供的压强值测定方法的流程图；图2是本专利技术提供的压强值测定系统的结构示意图；图3是本专利技术实施例1提供的数字电路输出的数字量与环境温度的变化曲线；图4是本专利技术实施例2提供的特定温度下数字量随压强变化的线性曲线。具体实施方式为了使本专利技术的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本专利技术进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本专利技术，并不用于限定本专利技术。此外，下面所描述的本专利技术各个实施方式中所涉及到的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互组合。本专利技术提供的压强值的测定方法，如图1所示，包括以下步骤：(1)对于包含外围放大电路和模/数转换电路的压强传感器，采集其数字电路输出的数字量D、以及环境温度T；(2)获取预先标定的标定温度、标定数字量、以及对应的标定压强值；具体的，预先标定的标定温度、标定数字量、以及对应的标定压强值按照如下方法确定：(2-1)选取若干个标定压强值、以及若干标定温度值；(2-2)使得所述包含外围放大电路和模/数转换电路的压强传感器，分别处于步骤(2-1)选取的所述标定压强值下，并使得其环境温度为所述标定温度；(2-3)采集步骤(2-2)中每一组标定压强及标定温度对应的所述传感器数字电路的输出量，作为标定数字量；(3)根据步骤(1)中采集的数字量D、环境温度T、以及步骤(2)中获取的标定温度、标定数字量、以及对应的标定压强值进行温度补偿，获得测定压强值。所述温度补偿优选采用：直接标定补偿、线性拟合补偿、或抛物线插值补偿；具体地：A1、根据步骤(2)选取的标定压强、标定温度，以及采集的所述标定压强、标定温度对应的标定数字量，对于特定标定压强，采用分段二次函数进行拟合，获得数字电路输出的数字量与环境温度的变化曲线；A2、按照如下方法计算测定压强：其中，PC为测定压强；数字电路本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种压强值的测定方法，其特征在于，包括以下步骤：(1)对于包含外围放大电路和模/数转换电路的压强传感器，采集其数字电路输出的数字量D、以及环境温度T；(2)获取预先标定的标定温度、标定数字量、以及对应的标定压强值；(3)根据步骤(1)中采集的数字量D、环境温度T、以及步骤(2)中获取的标定温度、标定数字量、以及对应的标定压强值进行温度补偿，获得测定压强值。

【技术特征摘要】
1.一种压强值的测定方法，其特征在于，包括以下步骤：(1)对于包含外围放大电路和模/数转换电路的压强传感器，采集其数字电路输出的数字量D、以及环境温度T；(2)获取预先标定的标定温度、标定数字量、以及对应的标定压强值；(3)根据步骤(1)中采集的数字量D、环境温度T、以及步骤(2)中获取的标定温度、标定数字量、以及对应的标定压强值进行温度补偿，获得测定压强值。2.如权利要求1所述的压强值测定方法，其特征在于，步骤(2)所述预先标定的标定温度、标定数字量、以及对应的标定压强值按照如下方法确定：(2-1)选取若干个标定压强值、以及若干标定温度值；(2-2)使得所述包含外围放大电路和模/数转换电路的压强传感器，分别处于步骤(2-1)选取的所述标定压强值下，并使得其环境温度为所述标定温度；(2-3)采集步骤(2-2)中每一组标定压强及标定温度对应的所述传感器数字电路的输出量，作为标定数字量。3.如权利要求1所述的压强值的测定方法，其特征在于，步骤(3)所述温度补偿采用：直接标定补偿、线性拟合补偿、或抛物线插值补偿。4.如权利要求3所述的压强值的测定方法，其特征在于，所述直接标定补偿具体步骤如下：A1、根据步骤(2)选取的标定压强、标定温度，以及采集的所述标定压强、标定温度对应的标定数字量，对于特定标定压强，采用分段二次函数进行拟合，获得数字电路输出的数字量与环境温度的变化曲线；A2、按照如下方法计算测定压强：其中，PC为测定压强；数字电路输出的数字量与环境温度的变化曲在线温度为T时对应的数字量中最接近数字电路输出的数字量D的数字量分别为Da和Db，且Da＜D＜Db；Pa为Da对应的标定压强；Pb为Db对应的标定压强。5.如权利要求3所述的压强值的测定方法，其特征在于，所述线性拟合补偿具体步骤如下：B1、根据步骤(2)选取的标定压强、标定温度、以及采集的所述标定压强、标定温度对应的标定数字量，对于特定温度下，采用线性函数进行拟合，获得特定温度下数字量随压强变化的线性曲线；B2、测定压强按照如下方法计算：

【专利技术属性】
技术研发人员：张磊，
申请(专利权)人：武汉立易方科技有限公司，
类型：发明
国别省市：湖北,42