温压一体传感器的智能控制系统及温压一体传感器技术方案

本发明专利技术公开了一种温压一体传感器智能控制系统及温压一体传感器。所公开的智能控制系统包括信号处理模块,所述信号处理模块用于对传感器检测到的温度t下的压力y进行修正，得到修正后的压力P′(t,y)，所述P′(t,y)＝y+△p(y)，所述的温压一体传感器为包括本发明专利技术的智能控制系统的温压一体传感器。本发明专利技术的智能控制系统，极大的提高了温度与压力测量精度。本发明专利技术的智能控制系统具有自动温度补偿、压力温度的功能，适用温度范围宽，测量精度高特点。

【技术实现步骤摘要】
温压一体传感器的智能控制系统及温压一体传感器
本专利技术涉及温度压力测量领域，具体涉及一种基于溅射薄膜温压一体传感器的智能控制系统。
技术介绍
温压一体传感器(本文简称传感器)是一种综合了温度传感器和压力传感器双重功能的传感器，既可以测量温度也可以测量压力，例如，基于溅射薄膜温压一体传感器。目前，中国市场上麦克、昆仑中大、昆仑海岸等公司，可测介质温度-20℃～85℃，压力精度为±0.3％FS；中国以外市场上有美国GEMS、德国TURCK、韩国Autonics等溅射薄膜压力传感器，可测介质温度范围-40℃～125℃，压力精度可以达到±0.25％FS，温度精度为±1.5℃。由于在宽温范围内器件存在温漂，一些传感器的压力与温度测量精度低，测量介质温度范围不广。
技术实现思路
针对现有技术的缺陷或不足，本专利技术提供了一种温压一体传感器智能控制系统。为此，本专利技术所提供的温压一体传感器智能控制系统包括信号处理模块,所述信号处理模块用于对传感器检测到的温度t下的压力y进行修正，得到修正后的压力P′(t,y)，所述P′(t,y)＝y+△p(y)，其中：pi(t)≤y≤pi+1(t)，tj≤t≤tj+1，j＝1,2,…,J-1,i＝1,2,…,I-1；△pi,j＝pi,j-pi,0，tj≤t≤tj+1，j＝1,2,…,J-1；tj≤t≤tj+1，j＝1,2,…,J-1；pi,j为预设或存储在控制系统或信号处理模块中的传感器在温度tj、实际压力Pi时传感器的实测压力,其中pi,0为传感器在标定温度t0、实际压力Pi时的标定实测压力，j＝0,1,2,…,J；J≥2；且t1～tJ的温度取值依次增大或依次减小，i＝1,2,…,I；I≥2；I个不同的压力值选自传感器的标定压力范围。可选的，所述标定温度t0取自传感器的可测温度范围内任一值或常温。可选的，所述信号处理模块为可编程信号处理模块。进一步，还包括输出模块；所述信号处理模块将温度t和修正后的压力P′(t,y)传输给输出模块；所述输出模块用于将测量温度和修正后的压力输出。进一步，所述系统还包括信号调理模块，用于对传感器检测到的温度t和压力y信号进行放大和调理，之后传输给信号处理模块。可选的，所述信号调理模块包括仪表运放U2、U3A、U3B；电阻R4、R5、R6、R7、R8、R9、R10、R11、R12；电容C7、C8、C9、C10、C11、C12、C13、C14、C15、C16、C17；所述仪表运放U2对被控制传感器的信号进行放大；所述R5、R9、C9、C11和C14构成抗混叠滤波；所述R4为放大倍数的调整电阻；所述C7、C8、C15和C16用于电源的滤波；所述R7、R8、R12、C10、C12、C17和U3B构成了二阶的巴特沃斯LPF滤波；所述R6和C13构成RC一阶滤波；所述R10、R11和U3A构成U2运放的零点偏置电压，并与C12耦合进行滤波。进一步优选的，C9的电容值等于C14，C11的电容值为C9的20倍。进一步，所述系统还包括通信模块，用于实现系统与外界的信号传输。进一步，所述系统还包括显示模块，用于显示系统输出的温度和修正压力。同时本专利技术提供可包括上述智能控制系统的温压一体传感器。相对于现有技术，本专利技术的有益效果是：本专利技术的智能控制系统，极大的提高了温度与压力测量精度。本专利技术的智能控制系统具有自动温度补偿、压力温度的功能，适用温度范围宽，测量精度高特点，尤其是在军工行业或恶劣的工业环境中的温度压力测量中具有十分广阔的应用前景。进一步所提供的的信号调理电路提高了信号的质量和抗干扰能力。附图说明图1为本专利技术控制系统原理示意图；图2为实施例中10MPa溅射薄膜温压一体传感器介质温度精度曲线；图3为实施例中10MPa溅射薄膜温压一体传感器介质压力精度曲线；图4为本专利技术提供的一种信号调理模块电路示例图；图5为本专利技术提供的一种系统电源输入保护电路示例图。具体实施方式除非有特殊说明，本文中的术语根据本领域常规认识理解。本专利技术所述的标定温度t0是指在温度t0下对待标定传感器在工作压力范围(即标定压力范围)内进行标定，标定后的实测压力(标定实测压力)预设或存在在控制系统或信号处理模块中。标定时具体可采用标准压力标定装置标定，例如型号为HT6001-60的标定装置。所述常温是指传感器工作时的外界环境温度，一般但不限于20℃-40℃区间的任意温度值。本专利技术方法中选取的不同温度值的个数与压力值个数的上限不受限制，可根据实际需求进行确定。具体可根据传感器工作温度范围选取温度点个数，例如4-8个；根据传感器压力测量范围选取压力点个数，例如4-8个。实施例：该实施例的温压一体传感器的智能控制系统核心模块是信号处理模块，该实施例的信号处理模块中存储温度点t0、t1、t2、t3、t4、t5、t6、t7、t8(温度值依次增大)，及实际压力P1、P2、P3、P4、P5、P6(取自传感器的常温标定压力范围内)，以及不同温度、不同施加压力下的实测压力pi,j，同时存储有标定温度和该标定温度下的标定压力pi,0，标定温度t0取常温25℃；在传感器工作时，信号处理模块利用存储的数据对传感器当前测量温度t下的压力y进行修正：P′(t,y)＝y+△p(y)，其中：pi(t)≤y≤pi+1(t)，tj≤t≤tj+1，j＝1,2,…,J-1,i＝1,2,…,I-1；△pi,j＝pi,j-pi,0，tj≤t≤tj+1，j＝1,2,…,J-1；tj≤t≤tj+1，j＝1,2,…,J-1。采用本专利技术的控制系统控制10MPa溅射薄膜温压一体传感器的工作，如图2所示，10MPa溅射薄膜温压一体传感器介质温度精度曲线；如图3所示，10MPa溅射薄膜温压一体传感器介质压力精度曲线，实际压力分别为1MPa、2MPa、3MPa、4MPa、5MPa、6MPa、7MPa、8MPa、9MPa、10MPa；产品全温区范围压力测量精度达±0.1％FS，在溅射薄膜压力测量
从采集精度上超过了国外同类产品(美国GEMS)的±0.25％FS；产品工作温度范围达到-40℃～125℃，温度测量精度达到±0.5℃，相比于美国GEMS的溅射薄膜传感器(±1.5℃)有显著提升。进一步的方案中，如图1所示，控制系统还包括信号调理模块、输出模块、通讯模块、显示模块及电源输入保护模块，其中信号调理用于对传感器检测到的温度t和压力y信号进行放大和调理，之后传输给信号处理模块；输出模块用于将测量温度和修正后的压力输出；通信模块用于实现系统与外界的信号传输；显示模块用于显示系统输出的温度和修正压力；各模块的信号传输方式可根据实际需要选用常规技术的有线或无线传输。具体方案中，所述信号调理模块、信号处理模块、输出模块、通讯模块、显示模块及电源输入保护模块可选用市售的已有产品或已有产品优化后的电路模块。本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种温压一体传感器智能控制系统，其特征在于，包括信号处理模块,所述信号处理模块用于对传感器检测到的温度t下的压力y进行修正，得到修正后的压力P′(t,y)，所述P′(t,y)＝y+△p(y)，其中：/n

【技术特征摘要】
1.一种温压一体传感器智能控制系统，其特征在于，包括信号处理模块,所述信号处理模块用于对传感器检测到的温度t下的压力y进行修正，得到修正后的压力P′(t,y)，所述P′(t,y)＝y+△p(y)，其中：

pi(t)≤y≤pi+1(t)，tj≤t≤tj+1，j＝1,2,…,J-1,i＝1,2,…,I-1；

△pi,j＝pi,j-pi,0，tj≤t≤tj+1，j＝1,2,…,J-1；

tj≤t≤tj+1，j＝1,2,…,J-1；
pi,j为预设或存储在控制系统或信号处理模块中的传感器在温度tj、实际压力Pi时传感器的实测压力,其中pi,0为传感器在标定温度t0、实际压力Pi时的标定实测压力，j＝0,1,2,…,J；J≥2；且t1～tJ的温度取值依次增大或依次减小，i＝1,2,…,I；I≥2；I个不同的压力值选自传感器的标定压力范围。


2.如权利要求1所述的温压一体传感器智能控制系统，其特征在于，所述标定温度t0取自传感器的可测温度范围内任一值或常温。


3.如权利要求1所述的温压一体传感器智能控制系统，其特征在于，所述信号处理模块为可编程信号处理模块。


4.如权利要求1所述的温压一体传感器智能控制系统，其特征在于，还包括输出模块；
所述信号处理模块将温度t和修正后的压力P′(t,y)传输给输出模块；
所述输出模块用于将测量温度和修正后的压力输出。


5.如权利要求1所述的温压一体传感器智能控制系统，其特征在于，所述系统还包括信号调理模块，用于对...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨露，井健，董珊珊，李伟，常文超，邱涛，乔智霞，徐中节，
申请(专利权)人：西安航天远征流体控制股份有限公司，
类型：发明
国别省市：陕西;61