【技术实现步骤摘要】
本申请涉及气体测量，具体涉及一种mems气敏传感器、气敏性测试方法、装置及系统。
技术介绍
1、mems气敏传感器是一种高度集成化的微气敏传感器，它结合了微电子机械加工技术和先进的材料科学，能够在微观尺度上检测和量化气体成分或浓度。这些气敏传感器通常由硅基材料制成，利用微米或纳米级别的结构来实现对特定气体的高度敏感性。它采用金属氧化物作为敏感层，当特定气体分子与这些材料相互作用时，会引起电阻的变化，从而可以检测到气体的浓度。
2、mems气敏传感器的工作环境复杂，常常位于不同湿度的环境中，而湿度的变化会引起气敏传感器的基线漂移。基线漂移会导致mems气敏传感器的气敏性发生改变，从而影响气敏传感器的性能，导致测量的气体浓度出现误差。
技术实现思路
1、第一方面，本申请实施例提供了一种mems气敏传感器气敏性测试方法，该方法包括以下步骤：
2、获取采样时长内气敏传感器的气敏响应信号及湿度传感器的湿度响应信号；
3、根据湿度响应信号中所有湿度数据的离散程度、变化趋势及平均分布情况，确定湿度响应信号的第一影响因子；
4、将气敏响应信号分解为多个imf，将每个imf等频率间隔划分为多个子imf；
5、根据每个imf中所有相邻子imf的能量间的差异，以及每个imf与湿度响应信号的相关性确定每个imf的第二影响因子；
6、基于所述第一影响因子与所述第二影响因子确定每个imf的校正因子，以对气敏响应信号进行校正。
8、将湿度响应信号等时间间隔划分为多个子信号，分析湿度响应信号中各子信号内所有湿度数据的标准差；
9、分析湿度响应信号中所有子信号的所述标准差的累加和，记为湿度响应信号的湿度变化幅度；
10、基于湿度响应信号中所有湿度数据的变化趋势，确定湿度响应信号的湿度变化趋势；
11、分析湿度响应信号的湿度变化幅度与湿度变化趋势的和值，将所述和值与湿度响应信号中所有湿度数据均值的乘积结果确定为湿度响应信号的第一影响因子。
12、优选的，所述湿度响应信号的湿度变化趋势的表达式为：式中，q表示湿度响应信号的湿度变化趋势；di表示湿度响应信号中第i个子信号内等于该子信号内所有湿度数据均值的湿度数据的数量；n表示湿度响应信号中所有子信号的数量。
13、优选的，所述每个imf的第二影响因子的确定过程为：
14、根据每个imf中所有相邻子imf的能量间的差异确定每个imf的能量差异指数；
15、每个imf的第二影响因子为每个imf与湿度响应之间的相关性及所述能量差异指数融合的结果。
16、优选的，所述每个imf的能量差异指数的确定方法为：
17、分析每个imf中各子imf的能量与其前一子imf的能量间的差异，记为每个imf中各子imf的第一差异；
18、分析每个imf中各子imf的第一差异与其前一子imf的能量的比值，记为每个imf中各子imf的第一比值；
19、每个imf的能量差异指数为每个imf中所有子imf的第一比值融合的结果。
20、优选的，所述每个imf的校正因子的表达式为：σj＝norm(s×cj)；式中，norm()表示归一化函数；σj表示第j个imf的校正因子；s表示湿度响应信号的第一影响因子；cj表示第j个imf的第二影响因子。
21、优选的，所述对气敏响应信号进行校正，包括：
22、将每个imf中所有频率值的平均值作为每个imf的主频率，每个imf中所有频率值从小到大排序的第一四分位点的频率作为每个imf的截止频率，其中，每个imf的截止频率小于对应imf的主频率；
23、当每个imf中的频率值大于其主频率时，每个imf中的频率值不变；
24、当每个imf中的频率值小于等于其截止频率时，将每个imf中对应频率值置0；
25、当每个imf中的频率值大于其截止频率，且小于等于其主频率时，每个imf中各校正后的频率值为每个imf中各校正前的频率值与所述校正因子的乘积；
26、将校正后的所有imf进行重构得到校正后的气敏响应信号。
27、第二方面，本申请的实施例提供了一种mems气敏传感器，所述气敏传感器的特征测试采用上述任意一项所述方法的步骤。
28、第三方面，本申请实施例还提供了一种mems气敏传感器气敏性测试装置，包括存储器、处理器以及存储在所述存储器中并在所述处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时实现上述任意一项所述方法的步骤。
29、第四方面，本申请的实施例提供了一种mems气敏传感器气敏性测试系统，所述系统包括：
30、数据采集模块，获取采样时长内气敏传感器的气敏响应信号及湿度传感器的湿度响应信号；
31、数据分析模块，根据湿度响应信号中所有湿度数据的离散程度、变化趋势及平均分布情况，确定湿度响应信号的第一影响因子；
32、将气敏响应信号分解为多个imf，将每个imf等频率间隔划分为多个子imf；
33、根据每个imf中所有相邻子imf的能量间的差异，以及每个imf与湿度响应信号的相关性确定每个imf的第二影响因子；
34、气敏数据校正模块，基于所述第一影响因子与所述第二影响因子确定每个imf的校正因子，以对气敏响应信号进行校正。
35、由以上实施例可见，本申请实施例提供的一种气敏性测试方法，至少具有如下有益效果：
36、本申请根据湿度响应信号中所有湿度数据的离散程度、变化趋势及平均分布情况，确定湿度响应信号的第一影响因子，表征湿度对基线漂移的影响程度；根据每个imf中所有相邻子imf的能量间的差异，以及每个imf与湿度响应信号间的相关性确定每个imf的第二影响因子；基于所述第一影响因子与所述第二影响因子，确定每个imf的校正因子，根据校正因子对每个imf分量进行校正得到重构后的气敏响应信号。
37、本申请通过对环境湿度变化的分析，对mems气敏传感器的响应信号进行emd分解，根据不同分量与环境湿度的相关性对对应分量进行校正，避免影响与湿度无关的分量，从而对湿度造成的误差进行补偿以提高气敏传感器的气敏性，提升目标气体浓度测量的精确度。
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1.一种MEMS气敏传感器气敏性测试方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：
2.如权利要求1所述的一种MEMS气敏传感器气敏性测试方法，其特征在于，所述湿度响应信号的第一影响因子的确定方法为：
3.如权利要求2所述的一种MEMS气敏传感器气敏性测试方法，其特征在于，所述湿度响应信号的湿度变化趋势的表达式为：式中，Q表示湿度响应信号的湿度变化趋势；Di表示湿度响应信号中第i个子信号内等于该子信号内所有湿度数据均值的湿度数据的数量；N表示湿度响应信号中所有子信号的数量。
4.如权利要求1所述的一种MEMS气敏传感器气敏性测试方法，其特征在于，所述每个IMF的第二影响因子的确定过程为：
5.如权利要求4所述的一种MEMS气敏传感器气敏性测试方法，其特征在于，所述每个IMF的能量差异指数的确定方法为：
6.如权利要求1所述的一种MEMS气敏传感器气敏性测试方法，其特征在于，所述每个IMF的校正因子的表达式为：σj＝norm(S×Cj)；式中，norm()表示归一化函数；σj表示第j个IMF的校正因子；S表示湿度响应信号的第一影响
7.如权利要求1所述的一种MEMS气敏传感器气敏性测试方法，其特征在于，所述对气敏响应信号进行校正，包括：
8.一种MEMS气敏传感器，其特征在于，所述气敏传感器的气敏特征测试采用权利要求1-7任意一项中所述一种MEMS气敏传感器气敏性测试方法的步骤。
9.一种MEMS气敏传感器气敏性测试装置，包括存储器、处理器以及存储在所述存储器中并在所述处理器上运行的计算机程序，其特征在于，所述处理器执行所述计算机程序时实现如权利要求1-7任意一项所述一种MEMS气敏传感器气敏性测试方法的步骤。
10.一种MEMS气敏传感器气敏性测试系统，其特征在于，所述系统包括：
...【技术特征摘要】
1.一种mems气敏传感器气敏性测试方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：
2.如权利要求1所述的一种mems气敏传感器气敏性测试方法，其特征在于，所述湿度响应信号的第一影响因子的确定方法为：
3.如权利要求2所述的一种mems气敏传感器气敏性测试方法，其特征在于，所述湿度响应信号的湿度变化趋势的表达式为：式中，q表示湿度响应信号的湿度变化趋势；di表示湿度响应信号中第i个子信号内等于该子信号内所有湿度数据均值的湿度数据的数量；n表示湿度响应信号中所有子信号的数量。
4.如权利要求1所述的一种mems气敏传感器气敏性测试方法，其特征在于，所述每个imf的第二影响因子的确定过程为：
5.如权利要求4所述的一种mems气敏传感器气敏性测试方法，其特征在于，所述每个imf的能量差异指数的确定方法为：
6.如权利要求1所述的一种mems气敏传感器气敏性测试方法，...
【专利技术属性】
技术研发人员：廖小昊，
申请(专利权)人：北京云摩科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：
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