[实用新型]数字压力计

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种压力测量系统，适用于所有以压阻式压敏元件为传感器的产品，特别是使用压阻式传感器的压力计、压力变送器等产品。

背景技术

压阻式压力传感器的是目前测量压力的一种重要传感器，广泛应用于工业控制、汽车电子、航空航天等领域，它是利用半导体材料的压阻效应和微电子技术制成的，具有灵敏系数大、分辨率高、频率响应高、体积小等特点，它主要用于测量压力、加速度和载荷等参数。由于半导体材料对温度很敏感，因此压阻式压力传感器存在着明显的温度效应，实际应用时必须进行温度补偿。另外，现有的工艺水平制造的压力传感器还存在零位温漂、非线性等问题，影响传感器的准确性。目前，零点漂移、温度漂移、非线性问题仍然是尚未完全解决的难题，而温度漂移是影响传感器精度的主要原因，为了满足精密压力测量的需要，人们设计了多种补偿方案，可以分为模拟电路补偿和数字补偿。补偿的关键在于如何准确的测量到压阻式压力传感器中压敏元件的温度，而压敏元件中不可能集成一个温度传感器，只能通过外围的温度检测电路或者温度传感器测量压敏元件的温度，只有这个温度测量准确了，才能做到精确的温度补偿。

模拟电路补偿主要是采用电子电路来减小温度漂移、非线性等影响，由于电子器件参数存在误差以及其本身也会受到温度的影响，所以这种补偿效果不理想。数字补偿则是采用数值方法或者智能算法来修正传感器的原始信号，用嵌入式软件来实现算法，从而进行数字式补偿，但各种算法都无法对数据完全拟合。

申请号为200820222717.0的中国实用新型专利“智能压力变送器”中，提出了一种温度补偿方法，是使用数字温度传感器测量压力传感器温度，然后在利用神经网络算法进行修正，从而实现提高传感器精度的目的。由于温度传感器与压力传感器中敏感元件不在同一位置，温度传感器测量到的温度不是敏感元件真实的温度，所以该专利温度补偿效果受到限制。

申请号为200820222721.7的中国实用新型专利“带温度补偿电路的压力变送器”中，提出了一种温度采样电路与桥式传感器调节芯片PGA309配合使用的一种温度补偿和非线性补偿方法，能够有效解决压力传感器的温度漂移问题。但是芯片PGA309本身需要使用温度传感器来测量温度，同样无法精确测量到压力传感器中压敏元件的温度。

申请号为200710050622.5的中国实用新型专利“扩散硅压力传感器的非线性滞回智能补偿方法和智能补偿系统”中，提出了一种非线性滞回智能补偿方法，补偿效果较好，但是该算法复杂、计算量较大，很难移植到低功耗的微型压力测量系统中。

基于以上情况，需要设计一种新型的压力、温度测量系统以满足人们工作需求，使其既能准确测量到压阻式压力传感器中敏感元件的真实温度，又具有简便的数字补偿方法。

实用新型内容

本实用新型的目的是设计一种数字式压力计，具有稳定、可靠的温度检测电路，能够准确地测量到压阻式传感器中压敏元件的温度，进行更为精确的温度补偿。

本实用新型是这样实现的，构造一种数字压力计，其特征在于：包括，

一个压阻式压力传感器，它内部的压敏元件是由扩散硅制的应变片组成的惠斯通电桥，用于将所述压阻式压力传感器所承受的压力转换为电压信号；

一个温度检测电路，它用于精确的检测出压阻式压力传感器中压敏元件的温度，并将该温度用于温度补偿方法和非线性补偿方法中；

A/D转换电路I，对压力信号转换；

A/D转换电路II，对温度检测电路的输出电压值转换；

还包括微处理器，微处理器通过A/D转换电路I进行采样，获得当前压力信号对应的电压值；另一方面，微处理器通过A/D转换电路II采样，获取温度检测电路的输出电压值，并根据此电压值准确的计算出所述压阻式压力传感器中压敏元件的温度，然后根据温度补偿方法和非线性补偿方法进行修正，计算出更为精确的压力值，最后通过通信模块上传数字信号；

所述温度检测电路，由一个压阻式压力传感器和低温漂的精密电阻连接构成，其中压阻式压力传感器中压敏元件的惠斯通电桥输入正端连接到数字压力计系统的供电电源VCC上，输入负端连接低温漂精密电阻，并使精密电阻另一端接地，这样使整个温度检测电路构成一个恒压源的测量方式，