[发明专利]一种用于差压传感器的等精度测量方法

说明书

技术领域

本发明涉及差压传感器的信号处理和应用技术领域，特别是一种用于差压传感器的等精度测量方法。

背景技术

电容式差压变送器是目前工业上广泛使用的一种变送器，其检测元件是采用差压传感器，差压传感器的输出信号是电容值。整个变送器无机械传动、调整装置，仪表结构简单，性能稳定、可靠，抗振性好，具有较高的精度。差压传感器的输出电容值非常小，一般为pF数量级，因此，在差压传感器的使用中，就对电容测量有较高的要求。目前国内外有许多测量方法如差动脉冲调制电路、运算放大器测量电路、交流不平衡电桥、罗斯蒙特的成型电路等。由于差压传感器的电容量非常小，所以电容变化量就更小（大约为总量程的5%左右），以上的差压传感器的测量方法都有精确度低、灵敏度低、电路结构复杂等缺点。

发明内容

本发明的目的在于提供一种对差压传感器的输出电容值高精度测试的用于差压传感器的等精度测量方法。

为实现上述目的，本发明的技术方案是：一种用于差压传感器的等精度测量方法，包括如下步骤，

步骤S01：根据等精度电容频率测量方法，设计差压传感器测试电路；

步骤S02：通过差压传感器测试电路对差压传感器的电容充电时间进行计数；

步骤S03：根据电容值大小与电容充电时间之间的关系以及所述步骤S02获得的计数值，计算出差压传感器的输出电容值。

在本发明实施例中，所述步骤S02，具体实现过程为：采用等精度电容频率测量方法分别对差压传感器的电容C1和电容C2的1次充电时间进行计数，得出第一计数值T1和第二计数值T2。

在本发明实施例中，所述步骤S03，具体实现过程为：

根据第一计数值T1、第二计数值T2及以下公式，计算出差压传感器的输出电容值，

（T1-T2）/(T1+T2)=（C1-C2）/(C1+C2)

即ΔP=K×（T1-T2）/(T1+T2)

其中，ΔP为差压值，K为常数；由上述公式可知，差压传感器的输出电容值的相对误差与被测电容的大小无关，只和计数值T1、T2相关，而T1、T2的相对误差只和标准信号的频率有关。

在本发明实施例中，所述等精度电容频率测量方法具体为：通过两个计数器分别对标准时钟信号和被测时钟信号进行计数，即当被测时钟信号的上升沿到来时第一计数器和第二计数器同时开始计数，当第二计数器达到设定数值时，对标准时钟信号进行计数的第一计数器同时停止计数。

在本发明实施例中，所述差压传感器测试电路包括RS触发器、控制芯片、第一电压比较器、第二电压比较器、单刀双掷开关、第一至第三电阻以及第一至第二电容；所述第一电阻的一端连接至电源端，所述第一电阻的另一端经所述单刀双掷开关分别与第一电容的一端和第二电容的一端连接，所述第一电容的另一端和第二电容的另一端均连接至地端；所述第二电阻的一端接至电源端，所述第二电阻的另一端经第三电阻连接至地端；所述第一电容的一端和第二电容的一端还分别与第一电压比较器和第二电压比较器的反相输入端连接，所述第一电压比较器和第二电压比较器的正相输入端均连接至第二电阻与第三电阻的连接点；所述第一电压比较器和第二电压比较器的输出端分别与所述RS触发器的第一输入端和第二输入端连接，所述RS触发器的输出端连接至控制芯片。

相较于现有技术，本发明具有以下有益效果：本发明方法测试的电容值精度高，使用效果好，实现了对差压传感器的输出电容值的高精度测试。

附图说明

图1为等精度测量电容原理图。

图2为等精度测量电容电路原理图。

图3为本发明等精度测量电容总体硬件框图。

具体实施方式

下面结合附图，对本发明的技术方案进行具体说明。

本发明一种用于差压传感器的等精度测量方法，包括如下步骤，

步骤S01：根据等精度电容频率测量方法，设计差压传感器测试电路；

步骤S02：通过差压传感器测试电路对差压传感器的电容充电时间进行计数，具体实现过程为：

采用等精度电容频率测量方法分别对差压传感器的电容C1和电容C2的1次充电时间进行计数，得出第一计数值T1和第二计数值T2；

步骤S03：根据电容值大小与电容充电时间之间的关系以及所述步骤S02获得的计数值，计算出差压传感器的输出电容值，具体实现过程为：

根据第一计数值T1、第二计数值T2及以下公式，计算出差压传感器的输出电容值，