[发明专利]一种具有自动校准功能的压强检测系统及其校准方法

摘要

本发明提供一种具有自动校准功能的压强检测系统及其校准方法，压强检测系统包括误差写入模块、误差存储模块和误差读出模块，误差写入模块获取的误差数据周期性地存储至误差存储模块，误差读出模块调取误差数据，实测的压强值加上所述误差数据，即为精确压强值。本发明的压强检测系统在使用低成本压强传感器的前提下，通过自动校准实现了高精度的压强测量功能。

主权项

1.一种具有自动校准功能的压强检测系统，其特征在于，包括误差写入模块、误差存储模块和误差读出模块，误差写入模块获取的误差数据周期性地存储至误差存储模块，误差读出模块调取误差数据，实测的压强值加上所述误差数据，即为精确压强值；所述误差写入模块具体为：单片机控制标准气源对压强传感器和标准压强传感器同时加压，所述标准压强传感器将压强测量值传输至单片机，所述压强传感器经信号放大调理电路，通过接口电路将压强测量值传输至单片机，所述单片机根据接收到的所述压强传感器和所述标准压强传感器的压强测量值计算出二者之间的误差；所述误差存储模块具体为：所述单片机根据二者之间的误差进一步得出误差数据，所述单片机将得到的所述误差通过接口电路连续写入存储单元，随着标准气源输出压力的变化，所述存储单元即存储了所述压强传感器与所述标准压强传感器之间的所有误差数据；所述误差读出模块具体为：所述压强传感器的压强测量值参考存储单元内存储的误差数据，即可得到所述压强传感器应该测量出的精确压强值；所述单片机通过控制气源控制电路使所述标准气源的输出压力在所述压强传感器的测量范围内周期性地变化；在传感器模块生产制造过程中，采用以下方式校准：将压强传感器和标准压强传感器同时连接标准气源，单片机控制标准气源对压强传感器和标准压强传感器同时加压，MCU获得压强传感器和标准压强传感器对标准气压压强的测量结果并计算得到二者之间的误差，其中：标准压强传感器是由作为校准功能的压强传感器和信号放大调理电路整合组成，因此不需要信号放大；但是压强传感器检测到的信号则需要信号放大调理电路放大后经接口电路传送至MCU；所述接口电路为连接线或者是排线和插座插针的组合；由于采样数值太多且初始值不定，得到的误差值往往是多组数值或者差值，将多组数值或者差值经MCU计算后得到一组斜率作为误差数据，即：MCU同时采样标准压强传感器和压强传感器的值，采样完毕后，计算得到标准压强传感器和压强传感器的误差，并将误差转化为由零点值和多组线性度斜率组成的数据，通过接口电路保存到存储器中，标准气源的输出压强在压强模块的测量范围内变化一个周期后，压强模块内的存储器即存储了该周期内压强传感器与标准压强传感器之间的所有误差数据；标准气源由一个压力泵、压力容器以及一个输出压强的电磁阀组成，通过采用电子信号控制的方式，平缓地调节输出的压强值；压强检测系统中的标准气源的压强调节范围为0～100KPa，调节步长为1KPa，标准气源的一个周期是指输出压力由0逐渐增大到最大值的过程，其中的最大值是根据实际情况设定为小于100KPa的任意值；校准电路主要包括由MCU、高精度的标准压强传感器以及气源控制电路以及为气源控制电路供电的辅助电源；所述辅助电源为12V直流或者220V的交流电，由气源决定；在实现其自动校准的功能时，调节时间最低缩减至小于1min，且调节的操作批量进行；MCU控制气源控制电路使标准气源输出压强，通过设于MCU上的按键停止或者开始输出，通过显示屏实时观察输出的压强值，待校准的压强传感器经信号放大后和高精度的标准压强传感器分别测量该压强并将其通过接口电路传输至MCU，MCU计算出压强传感器和标准压强传感器之间的压强误差，由压强误差得到的误差数据通过接口电路写入存储器；所述压强检测系统主要用于需要精确检测空气压强的自动控制场合；在实际工程中，采用低成本的MCU代替存储器作为误差数据的存储单元，直接输出数字信号。