[发明专利]基于MC8051的压力传感器校准方法有效

专利信息
申请号: 201810398689.6 申请日: 2018-04-28
公开(公告)号: CN108593203B 公开(公告)日: 2019-08-09
发明(设计)人: 魏榕山;刘欢;吴志强 申请(专利权)人: 福州大学
主分类号: G01L27/00 分类号: G01L27/00;G01L25/00
代理公司: 福州元创专利商标代理有限公司 35100 代理人: 蔡学俊
地址: 350108 福建省福*** 国省代码: 福建;35
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摘要:
搜索关键词: 压力传感器校准 算法 最小二乘法拟合 硬件计算能力 插值算法 三次样条 实际工程 校准算法 校准误差 温漂 应用
【说明书】:

发明涉及一种基于8051的压力传感器校准算法。基于最小二乘法拟合和牛顿差值以及三次样条插值算法,实现了有效消除温漂的校准算法,尤其适用于经常需要在相差较大的温度下工作的压力传感器校准,校准误差在0.119%以内,且充分考虑了成本,硬件计算能力以及运行速度等问题,具有一定的实际工程应用价值。

技术领域

本发明涉及一种基于8051的压力传感器校准算法。

背景技术

压力传感器是现实生活中最常用的一种传感器,其广泛应用于各种工业控制,汽车电子,医疗设备等多种领域。但由于传感器半导体材料的物理特性,其受温度影响较大,会出现明显的零点和灵敏度的漂移,尤其是在高温区间出现温漂现象更明显,所以必须要对压力传感器进行温度补偿,尽可能降低甚至消除温漂对其的影响。

目前常用的补偿方法主要是硬件电路补偿和软件算法补偿两种,硬件电路补偿方法主要有在桥臂上串并联合适的恒定电阻的方法,桥外串并联热敏电阻的方法以及双电桥补偿技术等。但用硬件电路进行校正大都存在电路复杂、调试困难、精度低、通用性差、成本高等缺点,不利于工程实际应用。软件算法补偿主要是通过实验的方法来确定压力传感器的静态特性,将微处理器和压力传感器结合起来,充分利用丰富的软件功能、结合一定的补偿算法对传感器温度的附加误差进行修正。软件算法补偿由于其高精度和低成本所以更多的用于实际工程。

目前软件算法补偿方法主要有曲线曲面拟合方法和神经网络方法,曲线曲面拟合精度不高,而作为主流的神经网络方法的最大缺点是网络不稳定,而且需要大量样本,训练时间教长。

发明内容

本发明的目的在于提供一种基于8051的压力传感器校准算法,使得压力传感器校准误差在 0.119%以内,且充分考虑了成本,硬件计算能力以及运行速度等问题,具有一定的实际工程应用价值。

为实现上述目的,本发明的技术方案是:一种基于8051的压力传感器校准算法,包括如下步骤,

步骤S1:选定压力传感器,预设n个温度值,m个压力值,其中,n个温度值分别为t0、t1、 t2、t3、t4、t5,t0~t2为低常温段,t2~t5为高温段;

步骤S2:固定温度值不变,进行压力传感器测试,对其压力值P和输出电压u做多项式拟合,得到P-U函数pn=fn(u);

步骤S3:在低常温段和高温段分别对压力传感器进行测试,并分别进行如下处理;

(1)在低常温段下,对压力传感器进行测试,将测得的实际输出电压代入步骤S2的P-U 函数pn=fn(u)中,从而得到压力传感器在低常温段各温度值下对应的压力值;而后,对低常温段各温度值及相对应的压力值运用二阶牛顿插值算法,具体如下:

P=f(t0)+f(t0,t1)(t-t0)+f(t0,t1,t2)(t-t0)(t-t1)

由于f(t0)=p0;f(t1)=p1;f(t2)=p2

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