一种快速判断压力传感器压力突变的方法技术

本发明专利技术公开了一种快速判断压力传感器压力突变的方法，该方法主要是对压力传感器采样数据进行判断，若信号变化为有效的压力变化数据，则进入压力变化数据处理，保证系统对有效压力数据的快速响应；若信号变化不是有效的压力变化数据，则进入滤波数据处理，以高效的滤除无效信号干扰，保证系统的抗干扰能力。本发明专利技术可以有效区分来自外界射频干扰信号和有效压力变化信号，从而选择不同的滤波方法或滤波系数以达到快速响应有效信号而有效滤除干扰信号，且不增加硬件成本，不影响测量有效数据的响应速度。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于传感器的
，特别涉及一种压力传感器的抗干扰方法。
技术介绍
随着电子产品的日益普及，电子信号干扰无处不在，特别是智能硬件兴起后，越来越多的硬件设备需要和手机来配合使用，因而受到干扰的机会也更大。对于一些有高精度测量功能的压力传感器等来说，射频信号干扰严重影响其测量精度，因此需要进行抗射频信号干扰的设计。传统的抗干扰设计一般是针对广谱的射频干扰，应对措施包括硬件和软件两大块，硬件上例如增加RC低通滤波器，将高频干扰信号滤除；软件上，也采用增加低通滤波器、陷波滤波器、中值滤波、剔除最大最小值等方法。以上手段可以对高频的射频干扰起到较好的抑制效果。但以上手段，若采用硬件办法，则容易增加成本。采用软件方法，则可能导致测量数据的刷新速度下降，将有效信号与干扰信号混淆滤除，造成秤重滞后等现象。目前一般的压力信号处理流程基本都是采集到传感器信号后进行滤波后输出显示，但这种方法如果滤波系数大的话，容易将有效的压力变化数据滤除。造成有效数据反应滞后现象，特别是在有射频干扰的同时有压力变化过程中、如果滤波系数小得话，容易将干扰信号放过，造成严重的射频干扰。专利申请201410240293.0提供了一种流体微压力传感器及其制备与检测方法，传感器从上到下主要包括上薄板、中薄板和基底；其中，中薄板、上薄板以及上支柱形成上空腔，中薄板的上表面或上薄板的下表面设置有上绝缘层；中薄板、基底以及下支柱形成下空腔，中薄板的下表面或基底的上表面设置有下绝缘层。上薄板用作传感器压力敏感元件，中薄板用作传感器的谐振元件，上薄板、中薄板和基底同时用作传感器的上、中和下电极。压力测量时，压力引起的上薄板变形导致中薄板所受静电力发生改变，进而引起中薄板谐振频率发生变化，通过该谐振频率和压力变化之间的关系即可实现压力测量。该专利申请虽然能够进行压力传感器的压力变化控制，但是其是通过硬件改进来实现的，大大增加了成本和制作的复杂度。
技术实现思路
本专利技术目的在于提供一种快速判断压力传感器压力突变的方法，该方法可以有效区分来自外界射频干扰信号和有效压力变化信号，从而选择不同的滤波方法或滤波系数以达到快速响应有效信号而有效滤除干扰信号，且不增加硬件成本，不影响测量有效数据的响应速度。为实现上述目的，本专利技术的技术方案为：一种快速判断压力传感器压力突变的方法，其特征在于该方法主要是对压力传感器采样数据进行判断，若信号变化为有效的压力变化数据，则进入压力变化数据处理，保证系统对有效压力数据的快速响应；若信号变化不是有效的压力变化数据，则进入滤波数据处理，以高效的滤除无效信号干扰，保证系统的抗干扰能力。进一步，所述方法，其具体的实现步骤为：101、传感器采集压力数据；102、判断是否单边存在压力连续变化；如果是，则进行下一步，如果否，则进入105步骤；103、将压力变化数据进行处理，滤波系数进行放大，以滤除干扰信号；104、根据压力变化数据进行滤波，滤波后转入106步骤；105、正常滤波；106、数据输出。更进一步，当单边上升下降判断压力连续单边变化时，该方法中主要对于新数据是否为有效压力变化数据进行判断。若为有效数据则进行压力变化数据处理，若不是则进入正常滤波程序处理。具体的方法如下：步骤S101:读入新的一笔测量数据，并进行滑动滤波，不影响采样速度；步骤S102：比较本次滑动滤波值与上次滑动滤波值的差值是否大于有效噪声。如果大于有效噪声，则说明有数据变化，则进入步骤S104；如果小于有效噪声，则说明是传感器正常热噪声，并没有数据变化，则进入步骤S103；噪声是指测量的数据序列的最大噪声值，一般认为是有效噪声值RMS噪声的6.6倍，实际使用时有效噪声可以取一个比6.6倍RMS噪声更大一点的值；总之有效噪声是一个预设根据测量数据序列自身属性有关的噪声阈值。该值设得过大时，整个方法的抗外界干扰的效果会下降；但如果该值设得太小，则有可能丢失有用的数据；步骤S103:数据稳定，没有变化，热噪声数据计数器加1；结束，等待下次采样值；步骤S104:判断热噪声数据计数器是否大于稳定数指定值，如大于稳定数指定值，则判断为噪声，进入步骤S105；如小于稳定数指定值，则进入步骤S106；步骤S105:上升和下降计数器清零，结束，等待下次采样值；步骤S106:判断目前是数据是上升趋势，还是下降趋势，如是上升趋势，则进入步骤S112，否则进入步骤S107；步骤S107:判断本次滑动滤波值与上次滑动滤波值大小；如果本次滑动滤波值大于上次滑动滤波值，则进入步骤S108，如果本次滑动滤波值小于上次滑动滤波值，则进入步骤S109；步骤S108:清零下降次数计数器，将标志置为数据上升趋势，结束，等待下次采样值；步骤S109:将下降次数计数器加1，热噪声数据计数器清0，进入步骤S110；步骤S110:判断下降次数计数器是否大于预设值，如果大于预设值，则进入步骤S111，如果小于预设值，则结束，等待下次采样值；步骤S111:连续单边下降预设数量，将本次滑动滤波值输出，进入压力降低程序；步骤S112:判断本次滑动滤波值与上次滑动滤波值大小，如果本次滑动滤波值小于上次滑动滤波值，则进入步骤S113，如果本次滑动滤波值大于上次滑动滤波值，则进入步骤S114；步骤S113:清零上升次数计数器，将标志置为数据下降趋势，热噪声数据计数器清0，结束，等待下次采样值；步骤S114:将上升次数计数器加1，热噪声数据计数器清0，进入步骤S115；步骤S115:判断上升次数计数器是否大于预设值，如果大于预设值，则进入步骤S116，如果小于预设值，则结束，等待下次采样值；步骤S116:连续单边上升预设数量，说明正在压力增加过程，将本次滑动滤波值输出，进入压力增加程序。更进一步，当阻尼震荡判断压力增加时，该方法主要对于新数据是否为有效压力增加数据进行判断。若为有效数据则进行压力增加数据处理，若不是则进入正常滤波程序处理。具体的方法如下：步骤S201:读入新的一笔测量数据，并进行滑动滤波，进入步骤S202；步骤S202:将峰谷波计数器加1，并判断是否大于预设的峰谷周期数；峰谷周期数是指在设定的时间内有无发生峰谷拐点，如果峰谷拐点超时，则步入步骤S203，则进入步骤S204继续判断；步骤S203:峰谷拐点超时，置测峰标志，清零峰谷值数量，清零峰谷波计数器，退出，等待下次采样值；步骤S204:将最近2次滑动滤波值的平均值减去上2次滑动滤波值得平均值求的差值。如采集了2组数据，第一次采集的数据为D1，第一次采集的数据为D2，第三次采集的数据为D3，第四次采集的数据为D4，那么差值就是(D4+D3)/2-(D2+D1)/2；步骤S205:将S204求到的差值与设置的阈值进行比较，如果小于阈值。则退出，等待下次采用数据；如大于阈值，说明有大数据进来，则进入步骤S206继续判断；步骤S206:判断测峰标志，如果为1，则进入步骤S212，进行峰值判断，否则，进入步骤S207，进行谷值判断；步骤S207:进入谷值判断，判断上次是上升状态还是下降状态，如果是上升状态，则进入步骤S210，等待下降状态，否则，进入步骤S208找出谷值；步骤S208:当前是下降趋势，找出谷值拐点，如果本次滑动滤波值大于上次滑动滤波值，则本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种快速判断压力传感器压力突变的方法，其特征在于该方法主要是对压力传感器采样数据进行判断，若信号变化为有效的压力变化数据，则进入压力变化数据处理，保证系统对有效压力数据的快速响应；若信号变化不是有效的压力变化数据，则进入滤波数据处理。

【技术特征摘要】
1.一种快速判断压力传感器压力突变的方法，其特征在于该方法主要是对压力传感器采样数据进行判断，若信号变化为有效的压力变化数据，则进入压力变化数据处理，保证系统对有效压力数据的快速响应；若信号变化不是有效的压力变化数据，则进入滤波数据处理。2.如权利要求1所述的快速判断压力传感器压力突变的方法，其特征在于所述方法，其具体的实现步骤为：101、传感器采集压力数据；102、判断是否单边存在压力连续变化；如果是，则进行下一步，如果否，则进入105步骤；103、将压力变化数据进行处理，滤波系数进行放大，以滤除干扰信号；104、根据压力变化数据进行滤波，滤波后转入106步骤；105、正常滤波；106、数据输出。3.如权利要求2所述的快速判断压力传感器压力突变的方法，其特征在于当单边上升下降判断压力连续单边变化时，具体的方法如下：步骤S101:读入新的一笔测量数据，并进行滑动滤波；步骤S102：比较本次滑动滤波值与上次滑动滤波值的差值是否大于有效噪声；如果大于有效噪声，则说明有数据变化，则进入步骤S104；如果小于有效噪声，则说明是传感器正常热噪声，并没有数据变化，则进入步骤S103；步骤S103:数据稳定，没有变化，热噪声数据计数器加1；结束，等待下次采样值；步骤S104:判断热噪声数据计数器是否大于稳定数指定值，如大于稳定数指定值，则进入步骤S105；如小于稳定数指定值，则进入步骤S106；步骤S105:上升和下降计数器清零，结束，等待下次采样值；步骤S106:判断目前是数据是上升趋势，还是下降趋势；如是上升趋势，则进入步骤S112，否则进入步骤S107；步骤S107:判断本次滑动滤波值与上次滑动滤波值大小，如果本次滑动滤波值大于上次滑动滤波值，则进入步骤S108；如果本次滑动滤波值小于上次滑动滤波值，则进入步骤S109；步骤S108:清零下降次数计数器，将标志置为数据上升趋势，结束，等待下次采样值；步骤S109:将下降次数计数器加1，热噪声数据计数器清零，进入步骤S110；步骤S110:判断下降次数计数器是否大于预设值，如果大于预设值，则进入步骤S111，如果小于预设值，则结束，等待下次采样值；步骤S111:将本次滑动滤波值输出，进入压力降低程序；步骤S112:判断本次滑动滤波值与上次滑动滤波值大小，如果本次滑动滤波值小于上次滑动滤波值，则进入步骤S113，如果本次滑动滤波值大于上次滑动滤波值，则进入步骤S114；步骤S113:清零上升次数计数器，将标志置为数据下降趋势，热噪声数据计数器清零，结束，等待下次采样值；步骤S114:将上升次数计数器加1，热噪声数据计数器清零，进入步骤S115；步骤S115:判断上升次数计数器是否大于预设值；如果大于预设值，则进入步骤S116，如果小于预设值，则结束，等待下次采样值；步骤S116:将本次滑动滤波值输出，进入压力增加程序。4.如权利要求3所述的快速判断压力传感器压力突变的方法，其特征在于所述步骤S102中，噪声是指测量的数据序列的最大噪声值。5.如权利要求3所述的快速判断压力传感器压力突变的方法，其特征在于所述步骤S111中，连续单边下降到预设数量，将滑动滤波值输出；所述步骤S116中，连续单边上升到预设数量，则将滑动滤波值输出。6.如权利要求2所述的快速判断压力传感器压力突变的方法，其特征在于当阻尼震荡判断压力增加时，具体的方法如下：步骤S201:读入新的一笔测量数据，并进行滑动滤波，进入步骤S202；步骤S202:将峰谷波计数器加1，并判断是否大于预设的峰谷周期数；峰谷周期数是指在设定的时间内有无发生峰谷拐点，如果峰谷拐点超时，则步入步骤S203，则进入步骤S204继续判断；步骤S203:峰谷拐点超时，置测峰标志，清零峰...

【专利技术属性】
技术研发人员：尤杰，李晓，
申请(专利权)人：芯海科技深圳股份有限公司，
类型：发明
国别省市：广东;44