[發(fā)明專(zhuān)利]一種壓力傳感器的自主校準(zhǔn)方法

無(wú)效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201410068790.7
• 申請(qǐng)日: 2014-02-27
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN103808454A
• 公開(kāi)（公告）日: 2014-05-21
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 王中宇;李強(qiáng);王卓然;李丹
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 北京航空航天大學(xué)
• 主分類(lèi)號(hào): G01L25/00
• 分類(lèi)號(hào): G01L25/00;G01L27/00
• 代理公司: 暫無(wú)信息
• 代理人: 暫無(wú)信息

1.一種壓力傳感器的自主校準(zhǔn)方法，其特征在于，該方法包括如下步驟：

步驟（1）使用標(biāo)準(zhǔn)高精度校準(zhǔn)設(shè)備對(duì)新的壓力傳感器進(jìn)行標(biāo)定、校準(zhǔn)；

步驟（2）獲取壓力傳感器在特定壓力下隨時(shí)間變化的特征值；

步驟（3）構(gòu)建表征壓力傳感器本征變化規(guī)律的特征值序列；

步驟（4）對(duì)特征值序列進(jìn)行一次累加生成處理；

步驟（5）構(gòu)建各特征值序列的一階白化微分方程；

步驟（6）建立壓力傳感器工作新周期的標(biāo)定線(xiàn)。

步驟（1）中所述的使用標(biāo)準(zhǔn)高精度校準(zhǔn)設(shè)備對(duì)新的壓力傳感器進(jìn)行標(biāo)定、校準(zhǔn)，具體實(shí)現(xiàn)過(guò)程如下：

步驟（1）主要針對(duì)新的壓力傳感器，本發(fā)明的自主校準(zhǔn)方法不能替代新壓力傳感器的標(biāo)定、校準(zhǔn)工作；新的壓力傳感器在使用標(biāo)準(zhǔn)高精度校準(zhǔn)設(shè)備標(biāo)定、校準(zhǔn)后，在其前期的工作中測(cè)量數(shù)據(jù)趨于穩(wěn)定，這部分穩(wěn)定的測(cè)量數(shù)據(jù)是傳感器后期自主校準(zhǔn)的依據(jù)，測(cè)量數(shù)據(jù)不穩(wěn)定的傳感器也不能采用這種自主校準(zhǔn)方法；如果一個(gè)在用壓力傳感器在前期較長(zhǎng)的時(shí)間內(nèi)已經(jīng)不穩(wěn)，那么必須使用標(biāo)準(zhǔn)高精度校準(zhǔn)設(shè)備對(duì)其進(jìn)行標(biāo)定、校準(zhǔn)；

步驟（2）中所述的測(cè)量新的壓力傳感器在特定壓力下隨時(shí)間變化的特征值，具體實(shí)現(xiàn)過(guò)程如下：

對(duì)于新的壓力傳感器或是已長(zhǎng)期出現(xiàn)不穩(wěn)問(wèn)題的傳感器，模擬壓力傳感器即將工作的環(huán)境進(jìn)行特征數(shù)據(jù)提取測(cè)試，以該類(lèi)壓力傳感器平均無(wú)故障時(shí)間（T_MTBF）為測(cè)試時(shí)間參考依據(jù)，取測(cè)試時(shí)間間隔T為1/25T_MTBF，每一輪測(cè)試中分別實(shí)驗(yàn)壓力傳感器在1/GF_s、2/GF_s、3/GF_s、…、（G-1）/10F_s、G/GF_s量值下的輸出（其中G為滿(mǎn)量程輸入值F_s的分組數(shù)），測(cè)試壓力傳感器在1/5T_MTBF的測(cè)量數(shù)據(jù)；對(duì)于在用的現(xiàn)役傳感器，該部分?jǐn)?shù)據(jù)從其前期測(cè)量數(shù)據(jù)中調(diào)取；

步驟（3）中所述的構(gòu)建表征壓力傳感器本征變化規(guī)律的特征值序列，具體實(shí)現(xiàn)過(guò)程如下：

對(duì)于新的壓力傳感器，根據(jù)輸入壓力的不同將測(cè)試得到的數(shù)據(jù)進(jìn)行分組，得到G個(gè)數(shù)組，然后將各組內(nèi)數(shù)據(jù)以測(cè)試時(shí)間遠(yuǎn)近為序進(jìn)行排列，構(gòu)成G個(gè)表征該壓力傳感器本征變化規(guī)律的特征值序列X₁、X₂、X₃、…、X_h、…、X_G；對(duì)于在用的需進(jìn)行校準(zhǔn)的壓力傳感器，則從測(cè)量系統(tǒng)內(nèi)存中自動(dòng)調(diào)取其近半年內(nèi)的測(cè)量數(shù)據(jù)，以時(shí)間T為間隔，統(tǒng)計(jì)該段時(shí)間內(nèi)測(cè)量的極大值F_max，以該值為基準(zhǔn)，統(tǒng)計(jì)傳感器每一時(shí)間間隔在1/GF_max、2/GF_max、3/GF_max、…、（G-1）/10F_max、G/GF_max量值下輸出時(shí)某一值下傳感器的輸出；

步驟（4）中所述的對(duì)特征值序列進(jìn)行一次累加生成處理，具體實(shí)現(xiàn)過(guò)程如下：

采用一次累加處理方法對(duì)這些特征值序列分別進(jìn)行生成處理，利用數(shù)找數(shù)的規(guī)律的途徑，發(fā)掘掩蓋在序列數(shù)據(jù)內(nèi)部的表征傳感器性能變化的內(nèi)在規(guī)律性；一次累加處理后，再對(duì)得到的各序列一次累加生成值構(gòu)建傳感器緊鄰均值生成序列；

步驟（5）中所述的構(gòu)建各特征值序列一階白化微分方程，具體實(shí)現(xiàn)過(guò)程如下：

利用的原始特征值序列X₁、X₂、X₃、…、X_h、…、X_G和緊鄰均值生成序列構(gòu)建被校準(zhǔn)壓力傳感器的一階白化微分方程；得出傳感器在m+1時(shí)間周期（即未來(lái)周期）的校準(zhǔn)基準(zhǔn)預(yù)測(cè)值：

步驟（6）中所述的建立壓力傳感器工作新周期的標(biāo)定線(xiàn)，具體實(shí)現(xiàn)過(guò)程如下：

設(shè)定壓力傳感器下一工作周期的標(biāo)定線(xiàn)方程為f(x)，將得到的各序列預(yù)測(cè)值通過(guò)如下條件擬合出方程的具體參數(shù)：

minΣh=1G|f(xh)-x^h|2]]>

通過(guò)上式解算函數(shù)f(x)中的變量，以f(x)為壓力傳感器新工作周期的標(biāo)定線(xiàn)，從而實(shí)現(xiàn)壓力傳感器的自主標(biāo)定。