压力传感器的温度补偿系统、方法及压力传感器技术方案

本发明专利技术属于传感器技术领域，公开了一种压力传感器的温度补偿系统、方法及压力传感器。该压力传感器的温度补偿系统包括单片机和模拟补偿模块，单片机采集压力传感器的输出信号以及温度信号，并将输出信号以及温度信号发送至模拟补偿模块；模拟补偿模块对输出信号以及温度信号进行拟合，获得目标输出值，并将目标输出值发送至单片机；单片机根据目标输出值对压力传感器进行温度补偿。本发明专利技术中，利用模拟补偿模块快速计算、在线学习和权值调整能力消除外界环境影响拟合出目标输出值，单片机根据目标输出值完成对压力传感器的温度补偿过程，减小了压力传感器的误差，提高了压力传感器的精确度和稳定性。精确度和稳定性。精确度和稳定性。

【技术实现步骤摘要】
压力传感器的温度补偿系统、方法及压力传感器
[0001]本专利技术要求于2020年11月19日提交中国专利局、申请号为202011307341.5、专利技术名称为“压力传感器的温度补偿系统、方法及压力传感器”的中国专利申请的优先权，其全部内容通过引用结合在本专利技术中。


[0002]本专利技术涉及传感器
，尤其涉及一种压力传感器的温度补偿系统、方法及压力传感器。

技术介绍

[0003]目前，压阻式压力传感器是基于半导体压敏电阻压阻效应的传感器，压阻式压力传感器工作时压力直接作用在陶瓷膜片的前表面，使膜片产生微小的形变，厚膜电阻印副在陶瓷膜片的背面并连接成惠斯通电桥，在压力的作用下电桥将产生与压力成一定关系的电压输出。压阻式压力传感器具有结构简单，体积小等突出特点，广泛应用于科学研究、航空航天和工业过程控制中，也是自动化检测及仪表设计行业的基础元件。
[0004]随着压阻式压力传感器在各个领域的广泛应用和发展，对压阻式压力传感器的工作温度范围和精度提出了更高的要求。但是，工作温度范围越宽，硅压阻式压力传感器输出与温度关系越难以求解。由于半导体材料的温度特性，压阻式压力传感器的温度和时间稳定性受到温度的影响，使其零点发生漂移，影响传感器感知压力的精准度，致使精度大大下降，从而成为压阻式压力传感器性能提升的瓶颈。
[0005]上述内容仅用于辅助理解本专利技术的技术方案，并不代表承认上述内容是现有技术。

技术实现思路

[0006]本专利技术的主要目的在于提供一种压力传感器的温度补偿系统、方法及压力传感器，旨在解决压阻式压力传感器易发生零点漂移，影响传感器感知压力的精准度技术问题。
[0007]为实现上述目的，本专利技术提供了一种压力传感器的温度补偿系统，所述压力传感器的温度补偿系统包括单片机和模拟补偿模块，所述单片机和所述模拟补偿模块连接，所述单片机与压力传感器连接；其中，
[0008]所述单片机，用于采集压力传感器的输出信号以及温度信号，并将所述输出信号以及所述温度信号发送至所述模拟补偿模块；
[0009]所述模拟补偿模块，用于对所述输出信号以及所述温度信号进行拟合，获得目标输出值，并将所述目标输出值发送至所述单片机；
[0010]所述单片机，还用于根据所述目标输出值对所述压力传感器进行温度补偿。
[0011]可选地，所述模拟补偿模块包括：正向模拟神经网络电路和反向模拟神经网络电路；其中，
[0012]所述正向模拟神经网络电路，用于对所述输出信号以及所述温度信号进行拟合，
获得初始输出值，并将所述初始输出值发送至所述反向模拟神经网络电路；
[0013]所述反向模拟神经网络电路，用于根据所述初始输出值确定输出误差值，并根据所述输出误差值和所述初始输出值确定目标输出值，并将所述目标输出值发送至所述单片机。
[0014]可选地，所述正向模拟神经网络电路包括：输入层电路、隐含层电路以及输出层电路；其中，
[0015]所述输入层电路，用于接收所述输出信号以及所述温度信号，并将所述输出信号以及所述温度信号发送至所述隐含层电路；
[0016]所述隐含层电路，用于对所述输出信号以及所述温度信号进行拟合，获得隐含层运算结果，并将所述隐含层运算结果发送至所述输出层电路；
[0017]所述输出层电路，用于将所述隐含层运算结果转换为初始输出值，并将所述初始输出值发送至所述反向模拟神经网络电路。
[0018]可选地，所述输入层电路包括：锁存器以及模拟乘法器；其中，
[0019]所述锁存器的输入端与所述单片机的信号输出端连接，所述模拟乘法器的输入端与所述锁存器的输出端连接，所述模拟乘法器的输出端与所述隐含层电路的输入端连接。
[0020]可选地，所述隐含层电路包括依次连接的第一运算放大电路、第二运算放大电路、第三运算放大电路、第四运算放大电路以及第五运算放大电路，所述第一运算放大电路的输入端与所述输入层电路的输出端连接，所述第五运算放大电路的输出端与所述输出层电路的输入端连接。
[0021]可选地，第一运算放大电路包括：第一运算放大器、第一电阻、第二电阻以及第三电阻；其中，
[0022]所述第一电阻的第一端与所述输入层电路的输出端连接，所述第一电阻的第二端与所述第一运算放大器的负输入端连接，所述第一电阻的第二端与所述第二电阻的第一端连接，所述第二电阻的第二端与所述第一运算放大器的输出端连接，所述第一运算放大器的输出端与所述第二运算放大电路的输入端连接，所述第三电阻的第一端与所述第一运算放大器的正输入端连接，所述第三电阻的第二端接地。
[0023]此外，为实现上述目的，本专利技术还提出一种应用于如上所述的压力传感器的温度补偿系统的压力传感器的温度补偿方法，所述压力传感器的温度补偿系统包括：包括单片机和模拟补偿模块；所述压力传感器的温度补偿方法包括以下步骤：
[0024]所述单片机采集压力传感器的输出信号以及温度信号，并将所述输出信号以及所述温度信号发送至所述模拟补偿模块；
[0025]所述模拟补偿模块对所述输出信号以及所述温度信号进行拟合，获得目标输出值，并将所述目标输出值发送至所述单片机；
[0026]所述单片机根据所述目标输出值对所述压力传感器进行温度补偿。
[0027]可选地，所述模拟补偿模块包括：正向模拟神经网络电路和反向模拟神经网络电路；
[0028]所述模拟补偿模块对所述输出信号以及所述温度信号进行拟合，获得目标输出值，并将所述目标输出值发送至所述单片机的步骤，包括：
[0029]所述正向模拟神经网络电路对所述输出信号以及所述温度信号进行拟合，获得初
始输出值，并将所述初始输出值发送至所述反向模拟神经网络电路；
[0030]所述反向模拟神经网络电路根据所述初始输出值确定输出误差值，并根据所述输出误差值和所述初始输出值确定目标输出值，并将所述目标输出值发送至所述单片机。
[0031]可选地，所述正向模拟神经网络电路包括：输入层电路、隐含层电路以及输出层电路；
[0032]所述正向模拟神经网络电路对所述输出信号以及所述温度信号进行拟合，获得初始输出值，并将所述初始输出值发送至所述反向模拟神经网络电路的步骤，包括：
[0033]所述输入层电路接收所述输出信号以及所述温度信号，并将所述输出信号以及所述温度信号发送至所述隐含层电路；
[0034]所述隐含层电路对所述输出信号以及所述温度信号进行拟合，获得隐含层运算结果，并将所述隐含层运算结果发送至所述输出层电路；
[0035]所述输出层电路将所述隐含层运算结果转换为初始输出值，并将所述初始输出值发送至所述反向模拟神经网络电路。
[0036]此外，为实现上述目的，本专利技术还提出一种压力传感器，所述压力传感器包括如上所述的压力传感器的温度补偿系统，或者应用如上所述的压力传感器的温度补偿方法的步骤。
[0037]本专利技术提出一种压力传感器的温度补偿系统，所述压力传感器的本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种压力传感器的温度补偿系统，其特征在于，所述压力传感器的温度补偿系统包括单片机和模拟补偿模块，所述单片机和所述模拟补偿模块连接，所述单片机与压力传感器连接；其中，所述单片机，用于采集压力传感器的输出信号以及温度信号，并将所述输出信号以及所述温度信号发送至所述模拟补偿模块；所述模拟补偿模块，用于对所述输出信号以及所述温度信号进行拟合，获得目标输出值，并将所述目标输出值发送至所述单片机；所述单片机，还用于根据所述目标输出值对所述压力传感器进行温度补偿。2.如权利要求1所述的压力传感器的温度补偿系统，其特征在于，所述模拟补偿模块包括：正向模拟神经网络电路和反向模拟神经网络电路；其中，所述正向模拟神经网络电路，用于对所述输出信号以及所述温度信号进行拟合，获得初始输出值，并将所述初始输出值发送至所述反向模拟神经网络电路；所述反向模拟神经网络电路，用于根据所述初始输出值确定输出误差值，并根据所述输出误差值和所述初始输出值确定目标输出值，并将所述目标输出值发送至所述单片机。3.如权利要求2所述的压力传感器的温度补偿系统，其特征在于，所述正向模拟神经网络电路包括：输入层电路、隐含层电路以及输出层电路；其中，所述输入层电路，用于接收所述输出信号以及所述温度信号，并将所述输出信号以及所述温度信号发送至所述隐含层电路；所述隐含层电路，用于对所述输出信号以及所述温度信号进行拟合，获得隐含层运算结果，并将所述隐含层运算结果发送至所述输出层电路；所述输出层电路，用于将所述隐含层运算结果转换为初始输出值，并将所述初始输出值发送至所述反向模拟神经网络电路。4.如权利要求3所述的压力传感器的温度补偿系统，其特征在于，所述输入层电路包括：锁存器以及模拟乘法器；其中，所述锁存器的输入端与所述单片机的信号输出端连接，所述模拟乘法器的输入端与所述锁存器的输出端连接，所述模拟乘法器的输出端与所述隐含层电路的输入端连接。5.如权利要求3所述的压力传感器的温度补偿系统，其特征在于，所述隐含层电路包括依次连接的第一运算放大电路、第二运算放大电路、第三运算放大电路、第四运算放大电路以及第五运算放大电路，所述第一运算放大电路的输入端与所述输入层电路的输出端连接，所述第五运算放大电路的输出端与所述输出层电路的输入端连接。6.如权利要求5所述的压力传感器的温度补偿系统，其特征在于，第一运算放大电路包括：第一运算放大器、第一电阻、第二电阻以及第三电阻；其中，所述第一电阻的第一端与所述输入层电路的输出端连接，所述第...

【专利技术属性】
技术研发人员：王小平，曹万，洪鹏，梁世豪，
申请(专利权)人：武汉飞恩微电子有限公司，
类型：发明
国别省市：