[发明专利]基于二维正交函数的压力传感器温度和压力互补的方法及装置

说明书

技术领域

本发明涉及压阻式压力传感器技术领域，具体涉及一种利用二维正交函数的最小二乘法的压阻式压力传感器的温度和压力互补的方法及装置。

背景技术

目前在压阻式压力传感器的应用设计领域当中，在温度补偿算法方面，国内外的许多算法基本存在两种状况：一种是利用传统的设计方法，预先依靠经验假设出补偿的方程，再通过多项式拟合或插值的方法进行计算，如曲线拟合法、分段线性插值法等，这类方法很容易导致“欠拟合”和“过拟合”现象的发生，病态方程的出现，从而使得适应性较低，精度低；而另一种状况克服了先假设模型的缺点，如采用现在使用甚广的神经网络算法，先进行训练学习，获得大量的数据，然后再进行加权计算得出结果，这种利用资源来换取精度的方法，计算量很大，也难免降低其实时性。

除外，当利用压阻式压力传感器压力和温度两测的特性时，只单单利用温度信号对压力信号进行补偿计算，其实，反之亦然，由于压力信号和温度信号时相互干扰的，因此此时也可用压力信号对温度信号进行补偿，从而同时可以获得测试环境的压力和温度两个准确数据，也为需要准确温度数据输出的应用系统提供了精度的保证和灵活的稳定性设计。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术存在的上述不足，提供一种基于二维正交函数的压力传感器温度和压力互补的方法及装置。本发明利用单个压阻式压力传感器具有两测特点，从中获得压力电压信号和温度电压信号，并巧妙的利用电流串联负反馈电路的特点设计出恒定电压输入转变为恒定电流输出的电路，大大简化了电路、提高了方法装置的灵活性和适用性，此外，根据函数逼近知识，提出了一种基于二维正交函数的最小二乘拟合算法模型，该模型不但克服了由于事先建立经验方程模型以及多项式次数升高可能带来的“欠拟合”和“过拟合”现象的缺点，而且还阐述了利用压力信号和温度信号进行相互补偿的方法，为检测压力和温度数据提供了可靠性强，鲁棒性高的算法。本发明通过如下技术方案实现。

一种基于二维正交函数的压力传感器温度和压力互补的方法，包括如下步骤：

(1)建立模型：在传统的最小二乘拟合中，都是根据经验假设出散乱数据点的函数模型，这就容易导致“欠拟合”和“过拟合”现象的发生，并且随着多项式次数的升高，容易出现病态方程模型，使得这种算法的可靠性和适应性都大大降低。除外，针对目前压阻式压力传感器实际测量压力时与环境温度之间相互的影响，提出一种基于二维正交函数的最小二乘法的互补模型，此模型能利用温度信号对传感器压力进行实时补偿，也能利用压力信号对传感器温度进行实时补偿的模型，方程如下：