[發明專利]一種數字溫度補償系統及方法

有效

• 申請號: 201110461036.6
• 申請日: 2011-12-29
• 公開（公告）號: CN102519666A
• 公開（公告）日: 2012-06-27
• 發明（設計）人: 陳洪敏;李仙麗
• 申請（專利權）人: 中國燃氣渦輪研究院
• 主分類號: G01L19/04
• 分類號: G01L19/04
• 代理公司: 中國航空專利中心 11008
• 代理人: 杜永保

技術領域

本發明屬于壓力測量領域，特別是涉及到一種數字溫度補償系統及方法。

背景技術

對于一個壓力測量系統來說，精度是一個很重要的指標。為了能夠有效的提高測量精度，在溫度補償方面一般從兩方面考慮：一方面是綜合溫度漂移對測量值的影響；另一方面是對傳感器輸出特性進行補償。由于傳感器材料往往有轉換效應，尤其大部分材料有溫度轉換效應，即材料的特性隨溫度變化等等。對傳感器的優化設計和提高工藝技術，只能消除有限的精度誤差。從另一方面來說，經過優化的壓力傳感器隨溫度變化的梯度特性也不是很明顯，很難再通過軟件處理或校準的方法提高測量精度。目前，溫度補償廣泛采用硬件補償的方式，即使用熱敏電阻補償。但是眾所周知，壓力傳感器的輸出是非線性的，采用普通硬件補償式的變送器的測量誤差只能達到0.5％-0.1％，很難再將測量精度提高一個量級。因此，補償效果仍然一般，不能滿足高精度壓力測量系統的技術指標。

發明內容

本發明的目的是：為了解決傳統數字溫度補償系統精度不高的問題，本發明提供一種數字溫度補償系統及方法。

本發明的技術方案是：一種數字溫度補償系統，所述溫度補償系統由恒流源1、壓力傳感模塊3、壓力信號放大器5、溫度信號放大器8、多路復用開關9、A/D轉換模塊6和處理器7組成，壓力傳感模塊3由壓力傳感器2和溫度補償電阻4組成，所述溫度補償電阻4連接于壓力傳感器2的激勵端；恒流源1兩端加載于壓力傳感模塊3的激勵端，所述溫度信號放大器8連接于壓力傳感模塊3的激勵端，壓力信號放大器5連接于壓力傳感模塊3的信號輸出端，所述壓力信號放大器5及溫度信號放大器8經過多路復用開關9連接于A/D轉換模塊6，A/D轉換模塊6連接于處理器7；

恒流源1為壓力傳感器2提供激勵電流，溫度補償電阻2對壓力傳感器2進行溫度補償，壓力傳感模塊3檢測壓力和溫度信號并轉化為電壓信號，壓力信號放大器5和溫度信號放大器8將壓力、溫度信號放大，A/D轉換模塊6將模擬信號轉化為數字信號送入處理器7中，處理器7對信號進行處理。

所述恒流源1由基準電壓源10、OP400芯片11組成。

一種數字溫度補償方法，利用到上述一種數字溫度補償系統，包括以下步驟：

步驟一：系統的標定：同時建立標定值數據表及標定二進制值數據表：

建立標定值數據表：

(1)確定標定溫度的范圍T₀～T_n，T_n為標定溫度點，溫度間隔ΔT，T_n＝T₀+ΔT*(n-1)，溫度范圍的確定需要結合數字溫度補償系統的耐溫性及使用環境，優選的是-20～60℃，溫度間隔ΔT根據系統的分辨率和精度要求確定，優選的是1℃≤ΔT≤10℃；

(2)確定標定壓力范圍P₀～P_m，P_m為標定壓力點，壓力間隔ΔP，P_m＝P₀+ΔP*(n-1)，壓力范圍的確定根據所選壓力傳感器的量程確定，壓力間隔ΔP根據系統精度要求確定；

(3)建立標定值數據表：