[发明专利]一种数字温度补偿系统及方法

说明书

技术领域

本发明属于压力测量领域，特别是涉及到一种数字温度补偿系统及方法。

背景技术

对于一个压力测量系统来说，精度是一个很重要的指标。为了能够有效的提高测量精度，在温度补偿方面一般从两方面考虑：一方面是综合温度漂移对测量值的影响；另一方面是对传感器输出特性进行补偿。由于传感器材料往往有转换效应，尤其大部分材料有温度转换效应，即材料的特性随温度变化等等。对传感器的优化设计和提高工艺技术，只能消除有限的精度误差。从另一方面来说，经过优化的压力传感器随温度变化的梯度特性也不是很明显，很难再通过软件处理或校准的方法提高测量精度。目前，温度补偿广泛采用硬件补偿的方式，即使用热敏电阻补偿。但是众所周知，压力传感器的输出是非线性的，采用普通硬件补偿式的变送器的测量误差只能达到0.5％-0.1％，很难再将测量精度提高一个量级。因此，补偿效果仍然一般，不能满足高精度压力测量系统的技术指标。

发明内容

本发明的目的是：为了解决传统数字温度补偿系统精度不高的问题，本发明提供一种数字温度补偿系统及方法。

本发明的技术方案是：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，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。

所述恒流源1由基准电压源10、OP400芯片11组成。

一种数字温度补偿方法，利用到上述一种数字温度补偿系统，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：