[發明專利]一種傳感器校準系統及方法

在審

• 申請號: 202210821708.8
• 申請日: 2022-07-13
• 公開（公告）號: CN115165208A
• 公開（公告）日: 2022-10-11
• 發明（設計）人: 劉威;黃永鋒;呂文濤;李浩文
• 申請（專利權）人: 長沙鈦合電子設備有限公司
• 主分類號: G01L25/00
• 分類號: G01L25/00;G01L27/00
• 代理公司: 長沙軒榮專利代理有限公司 43235
• 代理人: 李崇章

1.一種傳感器校準系統，其特征在于，包括：電路電源模塊、單片機模塊、傳感器模塊、前級放大模塊、模擬量采集模塊、上位機模塊、模擬量輸出模塊以及數字量輸出模塊；

所述電路電源模塊用于為電路供電；

所述傳感器模塊用于將壓力信號轉化成電壓信號，并將所述電壓信號傳遞到所述前級放大模塊上；

所述前級放大模塊用于將所述電壓信號進行放大處理后，傳遞到所述模擬量采集模塊上；

所述模擬量采集模塊用于通過模數轉換器將接收的所述電壓信號轉化成數字信號，并將所述數字信號傳遞到所述單片機模塊上；

所述單片機模塊用于將所述數字信號進行處理并分別傳遞到所述上位機模塊、所述模擬量輸出模塊及所述數字量輸出模塊上；

所述上位機模塊用于通過標準的ModBus_RTU協議與所述單片機模塊進行通訊連接；

所述模擬量輸出模塊與所述數字量輸出模塊用于將所述單片機模塊計算后的數據進行對外輸出。

2.如權利要求1所述的傳感器校準系統，其特征在于，所述電路電源模塊包括穩壓和降壓電路。

3.如權利要求2所述的傳感器校準系統，其特征在于，所述降壓電路包括：穩壓芯片、第一電容、第二電容、第三電容及第四電容，所述第一電容與所述第二電容連接在所述穩壓芯片的第一端，所述第一電容與所述第二電容并聯設置，所述第三電容與所述第四電容連接在所述穩壓芯片的第二端，所述第三電容和所述第四電容并聯設置。

4.如權利要求1所述的傳感器校準系統，其特征在于，所述單片機模塊的型號為STM32G030F6P6芯片。

5.如權利要求1所述的傳感器校準系統，其特征在于，所述前級放大模塊包括：前級放大芯片、分別與所述前級放大芯片連接的第五電容、第六電容、第七電容、第八電容、第九電容、第十電容、第一電阻、第二電阻及第三電阻，所述第五電容與所述第二電阻并聯后與所述第一電阻的第一端連接，所述第六電容與所述第三電阻并聯后與所述第一電阻的第二端連接，所述第七電容、所述第八電容、所述第九電容及所述第十電容的一端接地。

6.如權利要求1所述的傳感器校準系統，其特征在于，所述模擬量采集模塊包括：帶PGA模塊的AD轉換芯片、連接在所述AD轉換芯片的一端上的多個電阻、以及連接在所述AD轉換芯片的另一端的電容。

7.如權利要求1所述的傳感器校準系統，其特征在于，所述數字量輸出模塊的型號為DAC5571。

8.一種如權利要求1-7任一項所述傳感器校準系統的校準方法，其特征在于，所述方法包括以下步驟：

算法初始化：通過讀取單片機Flash中有關校準的參數，將校準點的壓力百分比、校準壓力點對應的歸一化值、校準點數等數據讀取出來，再利用這些參數計算出不同折線段對應的斜率與截距，得出函數表達式；

采集電壓值：通過所述單片機控制ADC采集當前的電壓值并進行相應濾波處理；

計算歸一化值：將采集到的所述電壓值換算成ADC對應的歸一化值；

計算壓力百分比：根據計算出來的壓力歸一化值找到該壓力歸一化值對應的折線段，根據所述折線段的函數表達式計算出壓力百分比；

輸出所需信號：根據預設的硬件、計算出的壓力百分比，并將信號輸出。

9.如權利要求8所述的傳感器校準方法，其特征在于，所述方法還包括上位機模塊的校準，包括步驟：

選擇對應好串口并打開；

選擇好傳感器參數并寫入；

校準DAC；

將選擇的加壓百分比數值輸入到對應位置；

將傳感器加壓到對應壓力百分比的壓力點，點擊旁邊對應按鈕，完成數據采集；

將所有壓力點采集完后點擊校準按鈕，提示完成校準即代表校準成功；

點擊復測按鈕，進行復測。