[发明专利]一种数字温度补偿系统及方法

权利要求书

1.一种数字温度补偿系统，所述温度补偿系统由恒流源[1]、压力传感模块[3]、压力信号放大器[5]、温度信号放大器[8]、多路复用开关[9]、A/D转换模块[6]和处理器[7]组成，其特征在于，压力传感模块[3]由压力传感器[2]和温度补偿电阻[4]组成，所述温度补偿电阻[4]连接于压力传感器[2]的激励端；恒流源[1]两端加载于压力传感模块[3]的激励端，所述温度信号放大器[8]连接于压力传感模块[3]的激励端，压力信号放大器[5]连接于压力传感模块[3]的信号输出端，所述压力信号放大器[5]及温度信号放大器[8]经过多路复用开关[9]连接于A/D转换模块[6]，A/D转换模块[6]连接于处理器[7]；

恒流源[1]为压力传感器[2]提供激励电流，温度补偿电阻[2]对压力传感器[2]进行温度补偿，压力传感模块[3]检测压力和温度信号并转化为电压信号，压力信号放大器[5]和温度信号放大器[8]将压力、温度信号放大，A/D转换模块[6]将模拟信号转化为数字信号送入处理器[7]中，处理器[7]对信号进行处理。

2.根据权利要求1所述的一种数字温度补偿系统，其特征在于，所述恒流源[1]由基准电压源[10]、OP400芯片[11]组成。

3.一种数字温度补偿方法，利用到权力要求1或2所述的一种数字温度补偿系统，其特征在于，包括以下步骤：

步骤一：系统的标定：同时建立标定值数据表及标定二进制值数据表：

建立标定值数据表：

(1)确定标定温度的范围T₀～T_n，T_n为标定温度点，温度间隔ΔT，T_n＝T₀+ΔT*(n-1)，温度范围的确定需要结合数字温度补偿系统的耐温性及使用环境，优选的是-20～60℃，温度间隔ΔT根据系统的分辨率和精度要求确定，优选的是1℃≤ΔT≤10℃；

(2)确定标定压力范围P₀～P_m，P_m为标定压力点，压力间隔ΔP，P_m＝P₀+ΔP*(n-1)，压力范围的确定根据所选压力传感器的量程确定，压力间隔ΔP根据系统精度要求确定；

(3)建立标定值数据表：

T₀T₁T₂T₃T_iT_nP₀P₀P₀P₀P₀P₀P₁P₁P₁P₁P₁P₁P₂P₂P₂P₂P₂P₂P_j………………P_j……P_mP_mP_mP_mP_mP_m

建立标定二进制值数据表：

根据实际采集得到的温度的标定二进制值TC_n及压力的标定二进制值PC_n·m建立标定二进制值数据表

TC₀TC₁TC₂TC₃TC_iTC_nPC_0·0PC_1·0PC_2·0PC_3·0……PC_n·0PC_0·1PC_1·1PC_2·1PC_3·1……PC_n·1PC_0·2PC_1·2PC_2·2PC_3·2……PC_n·2PC_0·j………………PC_i·j……PC_0·mPC_1·mPC_2·mPC_3·m……PC_n·m

其中，TC_n是标定温度点T_n对应的温度二进制值，PC_n·m为标定温度点T_n下的标定压力点P_m对应的压力二进制值；

步骤二：系统温度标定结果的存储：

将标定值数据表及标定二进制值数据表存储到数字温度补偿系统的处理器[7]内部的FLASH存储器中；

步骤三：测量温度的补偿：

系统测量得到测量温度二进制值TC及测量压力二进制值PC，对应的测量温度及测量压力分别为T、P；

(1)当TC是标定温度点时，也即在标定二进制值数据表中存在TC_i点等于TC，则T_i即为T，查标定二进制值数据表：

若标定二进制值数据表中有PC_i·j等于PC，则P即为标定值数据表中的P_j；

若标定二进制值数据表中没有PC_i·j等于PC，则查找与PC数值最接近的两个值，PC_i·k及PC_i·(k+1)，且PC_i·k≤PC≤PC_i·(k+1)，PC_i·k及PC_i·(k+1)对应在标定值数据表的标定压力点分别为P_k和P_(k+1)，则利用公式(1)计算P：

P=1PCi·(k+1)-PCi·k[(PC-PCi·k)P(k+1)-(PC-PCi·(k+1)Pk)].........(1)]]>

若PC数值超出标定二进制值数据表，则如果PC小于标定二进制值数据表中的最小值，则该最小值对应在标定值数据表上的压力值即为P，如果PC大于标定二进制值数据表中的最大值，则该最大值对应在标定值数据表上的压力值即为P；

(2)当TC不是标定温度点时，也即在标定二进制值数据表中不存在TC_i点等于TC；则查找与TC数值最接近的两个值，TC_k及TC_(k+1)，且TC_k≤TC≤TC_(k+1)

根据公式(1)，计算出PC在TC_k温度下的P_l和PC在TC_(k+1)温度下的P_(l+1)，则

P=1TC(l+1)-TCl[(TC-TCl)P(l+1)-(TC-TC(1+1))P1].........(2)]]>

(3)当TC数值超出标定二进制值数据表，则如果TC小于标定二进制值数据表中的最小值，则该最小值对应在标定值数据表上的温度值即为T，如果TC大于标定二进制值数据表中的最大值，则该最大值对应在标定值数据表上的压力值即为T，则利用公式(1)算出P。