一种自动参考的压力传感器制造技术

一种自动参考的压力传感器。一种压力传感器，通过使传感器经受一个很短时间的参考压力来进行自动地电子校准。在传感器的电力输出自动调整到参考压力所需的值期间，校准步骤就可以在进行测量之前完成，或者在保证校准步骤间读数精确度的周期间隔内完成。

【技术实现步骤摘要】
一种自动参考的压カ传感器
压カ传感器已经越来越小型化，并且得到改进，使得压カ的精确读数在ー个十分可靠和牢固的装置中转换成ー个模拟电压信号。此外，如今的装置可以做得非常小而且非常便宜。因此，这样的装置在许多应用中被广泛地使用。模拟输出信号可以很容易地以所需要的值在显示器或是指示器上显示，或者可以被用来控制其他装置以响应压カ条件。例如，如果压カ指示器用于ー个高度计，高度就可以显示出来，或者以模拟电压信号的形式耦合在飞行器的控制装置上。在水下应用中，压カ可以转换为深度条件以及(或是)控制信号。
技术介绍
对于传感器规格，主要有三个特性:偏置，灵敏度和跨度。跨度指的是用电压表示压カ的范围。例如，如果ー个特殊的液体传感器的压カ范围是0到100千帕，并且其输出范围为2.5到12.5伏,则跨度就表示为10伏和100千帕。I伏就表示10千帕。因为0千帕由2.5伏表示,所以偏置就为2.5伏。商用的传感器的特性具有广泛的选择性。例如，跨度和灵敏度特性不受众多变化因素的影响，这些特性在生产中大部分已经固定于元器件中。偏置特性是最受漂移或者变化因素影响的。这样的变化可以是短时间的与环境条件相关的误差，或是长时间的与漂移相关的误差。因为这些偏置误差影响了在任何压カ情况下的读数的精确度，所以很有必要使其尽可能地获得补偿。在先前的技术中，这ー步是由实际较准来完成的，以被认为是需要的和实用的频率重复进行。事实上，精度可以接受的程度是至少要使系统可用。使校准过程自动化和机械化是十分需要的，这样ー来，任何范围都能用于精确的读数。
技术实现思路
本专利技术的ー个目的是提供压カ传感器自动校准的方法。本专利技术的进ー步目的是使用数字控制电路来产生一个变化的模拟电压，并且可以持续，以及定期地恢复，该电压可以为压カ传感器提供校准值。本专利技术的特点是压カ传感器的精确校准可以按照需要自动完成。本专利技术的技术解决方案是: 本专利技术提供了ー个压カ传感器，可以按照需要建立ー个已知的參考输入压力，以及具有变化校准电压的电子输出。參考环境的控制应用于传感器，持续ー小段时间。ー个自动參考电路在相同的时间段内被激活。该电路自动改变可变的校准电压，直到获得与传感器所需的參考压カ的读数相应的读数。之后，电路保持该电压，直到接收到下一次校准控制。因此，传感器的偏置就能按照需要自动校准。在ー个模型中，校准步骤受控于读数之前。该模型用于需要相关频率读数的环境中。此外，校准步骤在既定的间隔内受控，间隔需要通过选择来避免任何的漂移趋势。间隔要设置得足够长，防止影响到所需的读数。例如，在ー个监控连续过程的压カ传感器中，通过完成校准步骤来維持所需的精度，但是校准是有条件的，这样ー来就不会影响到过程控制。对比专利文献:CN201611289 U压力传感器201020154424.0 【附图说明】:本专利技术的一个优选实施例在附图中示出，其中: 图1展示了本专利技术原理的框图；图2展示了使用本专利技术的系统的详细框图；图3展示了图2中电子部分细节的逻辑图；图4展示了图3中信号时序的波形图；图5展示了图3中计数器和数模转换器部件的一个可选方案；图6展示了真空中进行自动零参考的局部细节框图。【具体实施方式】:根据图1，框图展示了本专利技术的原理。传感器10是需要被校准的元件。当本专利技术涉及 到任何将物理量转换成模拟电信号的传感器，给出的具体实例就与压力传感器相关，更特 别的是，与流体压力传感器相关。将要测量的量或是被测量可以通过一个耦合在传感器10 上的流体管道11得以应用。传输线12上的输出是一个与压力相关的模拟电压。举个例子 来说，当输入压力的范围为0到100千帕时，传感器10可以产生2.5到12.5伏的输出。另 一个版本可以在压力超过-5到15千帕范围时产生相同的电压。两个例子的敏感度分别为 0.1和0.5伏每千帕。在本专利技术中，一个机械的参考条件驱动器13耦合在传感器10的输入端。当开始 驱动时，驱动器13将一个参考压力应用在传感器上。压力值在传感器的操作范围内选择。 在上面传感器的例子中，-5到15千帕的设备将会采用一个在其范围内的参考压力。这样， 空气或者零千帕就能很好地起到作用。在0到100千帕设备中，零状态可以在真空中快速 引用。接下来将会讨论到，当空气存在于任何条件下，真空条件就是最可靠，最绝对的，并且 容易获得。参考条件适用于一段很短的由驱动器转换开关14控制的时间内，驱动器转换开 关14根据由自动参考15产生信号来工作。校准时序由开关16控制。当开关16是一个瞬 时装置时，它就可以很容易地由一个电子脉冲或是其他由相关设备元件产生的信号代替。因为许多不同的装置中有许多压力传感器的应用，所以实际的校准方案就要考虑 到很多因素。举个例子，当测量读数发生在出现次数相对较少的情况下，例如在下雨时，大 气压力，等层压力等情况下的远程测量，通常的方法是在读数之前进行校正。在这种情况 下，指令序列可以是:1.通电；2.是设备稳定运行；3.校正；4.测量；5.断电。在过程控制中，校准可以在不影响基本控制系统的情况下进行。在这里，过程许可 将会十分频繁地进行，以此来保证读数精度。图2是一个典型参考系统的框图。传感器10耦合在由控件21控制的阀门20上， 阀门20是一个由晶体管开关(图中未画出)驱动的简易螺线管装置。当位于其正常位置时， 阀门20就将传感器10通过导管11耦合到被测变量上。当位于其动作状态时，阀门20就 将传感器10耦合到参考压力室22上。当传感器的范围包括0千帕时，参考压力22就可以 是一个通过已知的常见方法(未给出)维持在真空状态的真空室。其他参考压力值包括0千 帕时的空气也可以被使用。实际值被选择来与传感器10的范围相适应。传感器10的输出通过加法器23和放大器24耦合到上述的使用设备16上。一个 校准电压通过传输线25提供给加法器23。传输线25上的校准电压是一个位于校准值之间的固定值，并且可以通过调整成新的值以适应校准值。由计数器27控制的数模转换器(D/A) 26提供这样的电压。只要计数器27中的数固定，转换器26的输出电压就会保持不变。计数器27中的数唯一会变化的时间是门28允许来自时钟29的脉冲通过。该过程由锁存器30控制。一个位于端子31处的控制脉冲将会设置锁存器30。重置过程由比较器32完成。校准序列如下:该过程由一个位于31处的控制脉冲开始。该脉冲设置了锁存器30，并且通过反相器对计数器27清零。锁存器30的设置使得传感器10通过阀门20和控件21受控于参考压力22。锁存器30在设置的时候同样导通门28，这样一来，时钟发生器29就向计数器27提供脉冲。当计数器27响应时钟脉冲时，转换器26的输出就会改变。因此，比较器32的输入就会改变。QUOTEVmsf 34是当传感器感测到参考压力时从放大器24中预选的，并且等于所需的输出。因此，当进入比较器32的电压达到QUOTE Vref ,它就会重置锁存器30，并且停止计数器27的计数。这时，系统就会进行自动校准。由控件21和阀门20重置的锁存器将传感器10的输入返回到导管11。一个在端子35处获得的“占线信号”可以在系统处于校准模式时用来进行电力指示。如果需要的话，该过程可以用来避免使用设备16被校准过程扰乱。例子1:本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种自动参考的压力传感器，其特征是：在一个可以提供代表外加电压绝对值的模拟电势，也就是校准上述传感器，使其达到标准参考电压的绝对压力传感器中，校准的方法包括：在上述传感器输入端产生持续一段受控时间的，对参考压力进行控制的方法；在上述时间段内产生可变校准电势的方法；产生代表上述参考压力所需的传感器输出的参考电势的方法；停止上述校准电势变化，以及使得校准电势在上述输出值等于上述参考电势时保持固定的方法。

【技术特征摘要】
1.一种自动参考的压力传感器，其特征是:在一个可以提供代表外加电压绝对值的模拟电势，也就是校准上述传感器，使其达到标准参考电压的绝对压力传感器中，校准的方法包括:在上述传感器输入端产生持续一段受控时间的，对参考压力进行控制的方法；在上述时间段内产生可变校准电势的方法；产生代表上述参考压力所需的传感器输出的参考电势的方法；停止上述校准电势变化，以及使得校准电势在上述输出值等于上述参考电势时保持固定的方法。2.根据权利要求1所述的一种自动参考的压力传感器，其特征是:校准方法中的上述参考压力是在真空状态下的，上述真空状态代表一个至少低于传感器压力示值满量程百分之一的绝对压力。3.根据权利要求1所述的一种自动参考的压力传感器，其特征是:校准方法中的上述参考压力是在空气中的。4.根据权利要求1所述的一种自动参考的压力传感器，其特征是:校准方法中的受控时间被控制，来在预先决定的获得精确压力测量之前的时间间隔起内作用；校准方法中的受控时间产生在间隔的时间段，压力读数在作为结果的时间段之间被采用为所需要的读数。5.根据...

【专利技术属性】
技术研发人员：不公告发明人，
申请(专利权)人：苏州贝克微电子有限公司，
类型：发明
国别省市：