[发明专利]一种在线温控标定的硅压阻压力传感器及其温度标定方法

权利要求书

1.一种在线温控标定的硅压阻压力传感器，其特征在于，所述传感器包括外壳(70)和设置于所述外壳(70)内的表芯(10)、测温元件(20)、加热元件(30)、恒温结构层(40)、制冷元件(50)、机械支撑结构层(60)、隔热结构层(80)、控制电路(90)与导线(100)；

所述表芯(10)包括芯片和基座，所述芯片封装在所述基座上，所述表芯(10)通过所述导线(100)与所述控制电路(90)电气连接；

所述测温元件(20)设置于所述表芯(10)上，且通过所述导线(100)与所述控制电路(90)电气连接；

所述恒温结构层(40)为一侧开口的壳体，所述恒温结构层(40)的开口侧与所述基座机械连接，共同组成包围所述芯片和所述测温元件(20)的第一腔体，所述恒温结构层(40)设有用于通气和引出所述导线(100)的第一通孔；

所述加热元件(30)和所述制冷元件(50)均设置在所述恒温结构层(40)的外壁上，且均通过所述导线(100)与所述控制电路(90)电气连接；

所述机械支撑结构层(60)为一侧开口的壳体，所述机械支撑结构层(60)的开口侧与所述基座机械连接，共同组成包围所述恒温结构层(40)、所述加热元件(30)和所述制冷元件(50)的第二腔体，所述机械支撑结构层(60)设有用于通气和引出所述导线(100)的第二通孔，所述第二腔体的外壁上包裹有所述隔热结构层(80)；

所述隔热结构层(80)与所述外壳(70)机械连接，所述隔热结构层(80)设有用于通气和引出所述导线(100)的第三通孔；

所述控制电路(90)与所述外壳(70)机械连接；

所述外壳(70)设有用于通气和引出所述导线(100)的第四通孔；

所述控制电路(90)包括信号处理模块(91)、温控模块(92)、通讯模块(93)和电源模块(94)；所述信号处理模块(91)用于采集所述表芯(10)输出的电压信号和所述测温元件(20)输出的模拟温度信号，并分别对所述电压信号和所述模拟温度信号进行处理，得到压力信号和数字温度信号；所述温控模块(92)用于接收所述数字温度信号，并根据所述数字温度信号控制所述加热元件(30)和所述制冷元件(50)工作；所述通讯模块(93)用于接收所述压力信号和所述数字温度信号，并与外部设备进行通讯；所述电源模块(94)与外部供电电气连接，用于给所述信号处理模块(91)、所述温控模块(92)、所述通讯模块(93)、所述表芯(10)、所述测温元件(20)、所述加热元件(30)和所述制冷元件(50)供电；

所述恒温结构层(40)为轴对称的碗状或箱状结构，所述恒温结构层(40)与所述表芯(10)同轴；

所述加热元件(30)和所述制冷元件(50)均与所述表芯(10)同轴。

2.根据权利要求1所述的传感器，其特征在于，所述第一通孔设置于所述恒温结构层(40)的侧壁上。

3.根据权利要求2所述的传感器，其特征在于，所述恒温结构层(40)的材料为导热金属材料，所述隔热结构层(80)的材料为粘贴气凝胶的耐高温塑料。

4.根据权利要求1所述的传感器，其特征在于，所述加热元件(30)为微型薄膜加热片，所述微型薄膜加热片通过导热胶粘贴在所述恒温结构层(40)与开口侧相对的外壁上。

5.根据权利要求1所述的传感器，其特征在于，所述制冷元件(50)为半导体制冷片，所述半导体制冷片通过导热胶粘贴在所述恒温结构层(40)的侧壁上。

6.一种在线温控标定的硅压阻压力传感器的温度标定方法，其特征在于，对权利要求1-5中任一项所述的硅压阻压力传感器进行温度标定。

7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，所述温度标定方法包括：

S1、计算机(120)输出温度指令至控制电路(90)；

S2、控制电路(90)根据计算机(120)输出的温度指令和测温元件(20)输出的模拟温度信号控制加热元件(30)或制冷元件(50)工作，同时将控制电路(90)输出的数字温度信号反馈至计算机(120)；

S3、计算机(120)判断控制电路(90)输出的数字温度信号是否达到预设控温标准，若是，进入S4，否则，返回S2；

S4、计算机(120)输出保温指令至控制电路(90)，控制电路(90)根据接收的保温指令控制加热元件(30)或制冷元件(50)工作，以实现对第一腔体的恒温控制；

S5、在第一腔体的保温时间达到预设时间的情况下，计算机(120)控制压力控制器(110)对硅压阻压力传感器施加多个标定压力值，硅压阻压力传感器的控制电路(90)分别输出与每个标定压力值一一对应的压力信号和与每个标定压力值一一对应的数字温度信号至计算机(120)，以完成当前温度指令的标定；

S6、判断用于标定的温度指令的数量是否达到预设数量，若是，进入S7，否则调整温度指令并返回S1；

S7、对硅压阻压力传感器的控制电路(90)输出的全部压力信号和全部数字温度信号进行拟合处理，得到标定参数，并将标定参数输入至控制电路(90)中。