[發明專利]用于提高利用電容式傳感器進行的測量的精度的裝置和方法

有效

• 申請號: 200980113815.8
• 申請日: 2009-04-27
• 公開（公告）號: CN102007424A
• 公開（公告）日: 2011-04-06
• 發明（設計）人: 賈斯汀·杜安
• 申請（專利權）人: 西港能源公司
• 主分類號: G01R35/00
• 分類號: G01R35/00;B65D90/48;F17C13/02;G01F23/26
• 代理公司: 北京安信方達知識產權代理有限公司 11262
• 代理人: 李冬梅;鄭霞

1.一種裝置，包括：

a.電容式傳感器，其用于測量參數；

b.測量電路，其包括：

i)校準電容器，其具有已知且固定的電容；

ii)開關，其用于選擇性地將所述測量電路連接于所述電容式傳感器或所述校準電容器中的一個；

c.微處理器，其被連接于所述測量電路以給所述測量電路發送命令或者從所述測量電路接收數據，其中所述微處理器被編程以：

i)控制所述開關的位置；

ii)確定被測量的數據與預定數據之間的誤差，當所述測量電路被連接于所述校準電容器時由所述測量電路采集所述被測量的數據，所述預定數據與所述已知電容相關聯；

iii)基于所述誤差和當所述測量電路被連接于所述電容式傳感器時由所述測量電路采集的被測量的數據來計算校正值；以及

iv)通過將所述校正值應用于當所述測量電路被連接于所述電容式傳感器時由所述測量電路采集的被測量的數據來確定經校正的數據測量。

2.根據權利要求1所述的裝置，其中所述校準電容器是至少兩個校準電容器中的一個。

3.根據權利要求2所述的裝置，其中一個校準電容器具有更接近于所述電容式傳感器的電容的可測量范圍的低端的固定電容，而另一個校準電容器具有更接近于所述電容式傳感器的電容的可測量范圍的高端的固定電容。

4.根據權利要求1所述的裝置，其中所述電容式傳感器是被布置在存儲容器中的電容式液位傳感器，并且被校正的液位測量從所述經校正的數據測量來確定。

5.根據權利要求4所述的裝置，其中存儲在所述存儲容器中的液體是低溫液體，并且所述存儲容器被絕熱以減小蒸汽的沸點和蒸汽從所述存儲容器的排出。

6.根據權利要求4所述的裝置，其中所述校準電容器與所述測量電路的其它元件一起被安裝在所述存儲容器外部的電路板上。

7.根據權利要求4所述的裝置，其中所述存儲容器是多個存儲容器中的一個，且每個存儲容器具有其自己的電容式液位傳感器，并且所述測量電路可連接于每個電容式液位傳感器以用于測量其電容。

8.根據權利要求1所述的裝置，其中被測量的數據是當所述校準電容器或所述電容式傳感器被充電時由所述測量電路測量的電壓。

9.根據權利要求8所述的裝置，其中所述測量電路包括模擬/數字參考電壓發生器，所述模擬/數字參考電壓發生器調節模擬/數字參考電壓以給所測量的模擬信號提供增益。

10.根據權利要求1所述的裝置，其中所述微處理器專用于所述測量電路，并且所述經校正的數據測量被發送至主電子控制單元，所述主電子控制單元被編程以利用所述經校正的數據測量來控制與所述裝置相關聯的其它設備。

11.一種用于提高利用電容式傳感器進行的測量的精度的方法，所述方法包括：

通過將所述電容式傳感器連接于測量電路來給所述電容式傳感器充電，并且當所述電容式傳感器被充電時采集與所述電容式傳感器的電容相關的被測量的傳感器數據；

通過將具有已知且固定的電容的校準電容器連接于所述測量電路來給所述校準電容器充電，并且當所述校準電容器被充電時采集與所述校準電容器的電容相關的被測量的校準數據；

計算所述被測量的校準數據和與所述校準電容器的已知電容相關的預定校準數據之間的誤差；

單獨基于所計算的誤差或者結合地基于所計算的誤差和所述被測量的傳感器數據來計算對于所述被測量的傳感器數據的校正值；以及

通過將所述校正值應用于所述被測量的傳感器數據來計算經校正的傳感器測量。

12.根據權利要求11所述的方法，其中所述被測量的傳感器數據和所述被測量的校準數據是當相應的電容式傳感器和所述校準電容器被充電時由所述測量電路測量的相應電壓。