[发明专利]高精度的压力采集方法和系统

说明书

技术领域

本发明涉及液体压力测量领域，尤其涉及高精度的压力采集方法和系统。

背景技术

在测量/测试管路两端水压力差时，目前市场上尚未有专门的测压差的传感器。因而，通常是通过水压力传感器测量进水口压力和测量出水口压力的然后做差，而进行压差测试的。这种压力差测试方法存在缺陷：由于两端的测试到的压力的数据本身存在偏差/误差，那么得到的压差结果的偏差/误差会更大。这种测试方法在供电电源质量不高的场合，会产生非常大的误差，也会使采集到的结果不停地跳动，即测试精度太低。

具体地，现有的利用水压力传感器(下面称压力传感器)测试水压力的公式为压力值P＝(Vout–5)/2MP，其中Vout为压力传感器采集电压，单位为伏特(V)，压力值P单位为兆帕(MP)；如果用此压力传感器测试后，计算水压力差的公式为压力差值ΔP＝(Vout2–Vout1)/2MP，Vout1、Vout2分别为壳管两端的压力传感器的采集电压，单位为伏特(V)，压力差值ΔP单位为兆帕(MP)。压力传感器测壳管的压力时，单纯从压力方面看，压力传感器测MP级的压力(如10MP级)，则误差最大在10KP时还是可以接受，但是测壳管两端水流压力而计算压力差时，由于水流缓慢，工程上这个压力差在很小范围内变化即压力差值一般比较小(如80KP左右)，那么误差10KP～20KP的误差就显得很大，不能接受了。

而在实际应用中，压力传感器测试板的供电受开关电源纹波的影响，一般在200毫伏(mV)左右，这个值代换到压差值时为10KP，极端情况时，这个值可以到达20KP，这就大大超出了我们的预期。并且，主板电源供电存在的电源纹波干扰，使得采样电压结果在实际值周围波动，按通道分别使用AD采集芯片采集得到的压力模拟量并非同步，由于综合电源纹波与采集时序不同，得到的压力模拟量就不是确定值，计算压力差时两个压力时序不同步，压力差也不是稳定值，最终计算出的结果就会不停跳动。

因此，由于采集传输线上耦合的纹波和由于管路水流不稳定这两个因素，会导致采集到的结果不稳定、误差大，压力测试精度太低，最终计算出来的结果会不停地跳动。

发明内容

本发明的主要目的在于克服上述现有技术的缺陷，提供一种高精度的压力采集方法和系统，以解决通过差分电路和数字滤波算法处理纹波来提升压力采集的精度的问题，进而以低成本、简便的方式，获得高精度的采集数据、更准确的压差测试结果。

本发明一方面提供一种高精度的压力采集方法，包括：利用差分电路在计算压差时，处理采集信号的耦合的纹波后获得压差值；对所述压差值进行数字滤波，进一步滤除异常超范围的信号，显示经滤波后的压差值结果作为最终结果。

其中，利用差分电路在计算压差时，处理采集信号的耦合的纹波后获得压差值，包括：处理采集信号的耦合的纹波，是去除压力采集时两个传输线上同时受到开关电源影响的纹波信号而得到经过处理后的压差值。

其中，利用差分电路在计算压差时，处理采集信号的耦合的纹波后获得压差值，还包括：在压差计算时，基于用两个压力传感器进行管路两端的压力采集时，给压力传感器的供电是等值的，采集信号的耦合纹波也就是等幅等相位的，把等幅等相位的纹波相减，以滤除掉压差信号上的纹波。

其中，利用差分电路在计算压差时，处理采集信号的耦合的纹波后获得压差值，还包括：所述差分电路采用TI厂家的TM4C芯片的内置差分模块的功能，利用该模块去除掉采集时两个传输线上同时受开关电源影响的纹波信号。

其中，对所述压差值进行数字滤波，进一步滤除异常超范围的信号，显示经滤波后的压差值结果作为最终结果，包括：将所述压差值通过数字滤波算法滤除异常超范围的信号，以避免计算结果的跳动，最终得到的压差值结果稳定在测试结果处，并作为最终结果显示。

本发明另一方面提供一种高精度的压力采集系统，包括：纹波装置，用于利用差分电路在计算压差时，处理采集信号的耦合的纹波后获得压差值；过滤装置，用于对所述压差值进行数字滤波，进一步滤除异常超范围的信号，显示经滤波后的压差值结果作为最终结果。

其中，纹波装置，包括：处理采集信号的耦合的纹波，是去除压力采集时两个传输线上同时受到开关电源影响的纹波信号而得到经过处理后的压差值。

其中，纹波装置，还包括：在压差计算时，基于用两个压力传感器进行管路两端的压力采集时，给压力传感器的供电是等值的，采集信号的耦合纹波也就是等幅等相位的，把等幅等相位的纹波相减，以滤除掉压差信号上的纹波。