一种自校准压力传感器及其自校准方法技术

本发明专利技术公开了一种自校准压力传感器，包括压力感应模块，用于感应压力变化并发出压力感应信号；压力值变送模块，用于根据压力感应信号换算出压力值；机械模拟模块，用于记录压力感应模块的机械变化量并进行模拟；压力校准模块，用于根据机械模拟模块模拟后压力值变送模块换算的结果和正常测量的压力值变送模块换算的结果对压力值变送模块的换算函数进行校准。本发明专利技术能够改进现有技术的不足，无需借助额外的校准装置，便于压力传感器的自我校准。

【技术实现步骤摘要】
一种自校准压力传感器及其自校准方法
本专利技术涉及一种电器元件，尤其是一种自校准压力传感器及其自校准方法。
技术介绍
压力传感器是一种常用的检测器件，为了保证压力测量的准确性，需要定期对压力传感器进行校准。现有技术中，为了对压力传感器进行校准，均需要通过额外的标准校准器件进行离线式或者在线式的校准。这导致压力传感器校准过程操作复杂、需要专门时间进行停机校准。
技术实现思路
本专利技术要解决的技术问题是提供一种自校准压力传感器及其自校准方法，能够解决现有技术的不足，无需借助额外的校准装置，便于压力传感器的自我校准。为解决上述技术问题，本专利技术所采取的技术方案如下。一种自校准压力传感器，包括，压力感应模块，用于感应压力变化并发出压力感应信号；压力值变送模块，用于根据压力感应信号换算出压力值；机械模拟模块，用于记录压力感应模块的机械变化量并进行模拟；压力校准模块，用于根据机械模拟模块模拟后压力值变送模块换算的结果和正常测量的压力值变送模块换算的结果对压力值变送模块的换算函数进行校准。一种上述的自校准压力传感器的自校准方法，包括以下步骤：A、压力感应模块感应压力变化并发出压力感应信号；B、压力值变送模块根据压力感应信号换算出压力值；C、机械模拟模块记录压力感应模块历次的机械变化量；D、当自校准压力传感器达到校准周期时，机械模拟模块依次提取记录的机械变化量，每次提取机械变化量后以机械变化量提取值为最大值，然后分为若干次减少机械变化量对压力感应模块进行模拟感应；E、压力校准模块根据压力值变送模块换算的模拟结果和对应机械变化量提取值换算出的实际结果对压力值变送模块的换算函数进行校准作为优选，步骤D中，分为3次减少机械变化量对压力感应模块进行模拟感应，三次模拟的机械变化量分别为机械变化量提取值的70％、50％和20％。作为优选，步骤E中，对压力值变送模块的换算函数进行校准包括以下步骤，E1、根据每个机械变化量提取值的三次模拟进行拟合，分别得到70％模拟曲线、50％模拟曲线和20％模拟曲线；E2、同步遍历三条曲线，将曲线中非线性相关的区域进行标记；E3、根据标记的区域对换算函数进行重新分段；E4、对非线性相关区域的换算函数段进行修正，使三条曲线的线性度达到最大值。作为优选，步骤E4中，对换算函数段进行修正包括以下步骤，E41、在三条曲线非线性相关区域上选择若干组标记点，每组标记点的x轴坐标相同，每组标记点的y轴坐标值差值之比为2:3；E42、以所述标记点为参考点，对换算函数段进行修正，修正过程中保证参考点不发生变化，以参考点为中心，参考点两侧相关区域的曲线变化率相同，相关区域的长度为两个相邻参考点距离的50％；E43、对经过步骤E42修正的换算函数段进行平滑处理。采用上述技术方案所带来的有益效果在于：本专利技术使用正常检测过程中的检测值作为校准基础，通过机械模拟模块对机械变化量提取值进行不同百分比的模拟，然后通过拟合压力值曲线，对不同压力值曲线上的非线性相关区域进行修正，从而实现对于压力传感器的校准。整个校准过程不需要使用额外的标准压力源和检测期间，不需要长时间停机，便可完成压力传感器的自校准过程，方便快捷。在对换算函数进行校准的过程中，通过将换算函数进行分段，降低了修正的运算量，减少了由于校准导致的换算函数局部漂移。在修正过程中，通过使用以参考点为基础的局部等变化率修正，避免了重复迭代修正带来的修正时间过长的问题，从而真正实现传感器不停机自校准。附图说明图1是本专利技术一个具体实施方式的结构图。图中：1、压力感应模块；2、压力值变送模块；3、机械模拟模块；4、压力校准模块。具体实施方式参照图1，本专利技术一个具体实施方式包括压力感应模块1，用于感应压力变化并发出压力感应信号；压力值变送模块2，用于根据压力感应信号换算出压力值；机械模拟模块3，用于记录压力感应模块1的机械变化量并进行模拟；压力校准模块4，用于根据机械模拟模块3模拟后压力值变送模块2换算的结果和正常测量的压力值变送模块2换算的结果对压力值变送模块2的换算函数进行校准。一种上述的自校准压力传感器的自校准方法，包括以下步骤：A、压力感应模块1感应压力变化并发出压力感应信号；B、压力值变送模块2根据压力感应信号换算出压力值；C、机械模拟模块3记录压力感应模块1历次的机械变化量；D、当自校准压力传感器达到校准周期时，机械模拟模块3依次提取记录的机械变化量，每次提取机械变化量后以机械变化量提取值为最大值，然后分为若干次减少机械变化量对压力感应模块1进行模拟感应；E、压力校准模块4根据压力值变送模块2换算的模拟结果和对应机械变化量提取值换算出的实际结果对压力值变送模块2的换算函数进行校准。步骤D中，分为3次减少机械变化量对压力感应模块1进行模拟感应，三次模拟的机械变化量分别为机械变化量提取值的70％、50％和20％。步骤E中，对压力值变送模块2的换算函数进行校准包括以下步骤，E1、根据每个机械变化量提取值的三次模拟进行拟合，分别得到70％模拟曲线、50％模拟曲线和20％模拟曲线；E2、同步遍历三条曲线，将曲线中非线性相关的区域进行标记；E3、根据标记的区域对换算函数进行重新分段；E4、对非线性相关区域的换算函数段进行修正，使三条曲线的线性度达到最大值。步骤E4中，对换算函数段进行修正包括以下步骤，E41、在三条曲线非线性相关区域上选择若干组标记点，每组标记点的x轴坐标相同，每组标记点的y轴坐标值差值之比为2:3；E42、以所述标记点为参考点，对换算函数段进行修正，修正过程中保证参考点不发生变化，以参考点为中心，参考点两侧相关区域的曲线变化率相同，相关区域的长度为两个相邻参考点距离的50％；E43、对经过步骤E42修正的换算函数段进行平滑处理。由于压力传感器的漂移和非线性畸变等问题通常具有“惯性”，所以针对这一特点，在步骤E4对换算函数段进行修正前，通过检索历史修正数据，查找与标记的曲线非线性相关区域相似度最大的历史修正数据，根据检索结果对换算函数段进行预修正，预修正与历史修正线性相关，，预修正的幅度为历史修正幅度的50％。通过对换算函数的预修正，可以减少由于修正过程对换算函数带来的干扰，提高换算函数平滑处理的速度。在本专利技术的描述中，需要理解的是，术语“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本专利技术，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本专利技术的限制。以上显示和描述了本专利技术的基本原理和主要特征和本专利技术的优本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种自校准压力传感器，其特征在于：包括，/n压力感应模块(1)，用于感应压力变化并发出压力感应信号；/n压力值变送模块(2)，用于根据压力感应信号换算出压力值；/n机械模拟模块(3)，用于记录压力感应模块(1)的机械变化量并进行模拟；/n压力校准模块(4)，用于根据机械模拟模块(3)模拟后压力值变送模块(2)换算的结果和正常测量的压力值变送模块(2)换算的结果对压力值变送模块(2)的换算函数进行校准。/n

【技术特征摘要】
1.一种自校准压力传感器，其特征在于：包括，
压力感应模块(1)，用于感应压力变化并发出压力感应信号；
压力值变送模块(2)，用于根据压力感应信号换算出压力值；
机械模拟模块(3)，用于记录压力感应模块(1)的机械变化量并进行模拟；
压力校准模块(4)，用于根据机械模拟模块(3)模拟后压力值变送模块(2)换算的结果和正常测量的压力值变送模块(2)换算的结果对压力值变送模块(2)的换算函数进行校准。


2.一种权利要求1所述的自校准压力传感器的自校准方法，其特征在于包括以下步骤：
A、压力感应模块(1)感应压力变化并发出压力感应信号；
B、压力值变送模块(2)根据压力感应信号换算出压力值；
C、机械模拟模块(3)记录压力感应模块(1)历次的机械变化量；
D、当自校准压力传感器达到校准周期时，机械模拟模块(3)依次提取记录的机械变化量，每次提取机械变化量后以机械变化量提取值为最大值，然后分为若干次减少机械变化量对压力感应模块(1)进行模拟感应；
E、压力校准模块(4)根据压力值变送模块(2)换算的模拟结果和对应机械变化量提取值换算出的实际结果对压力值变送模块(2)的换算函数进行校准。


3.根据权利要求2所述的自校准压力传感器的自...

【专利技术属性】
技术研发人员：辛成辉，
申请(专利权)人：辛成辉，
类型：发明
国别省市：辽宁;21