[发明专利]一种宽温高精度压力传感器及其补偿方法

说明书

本发明适用于电气元件技术领域，提供了一种宽温高精度压力传感器及其补偿方法；包括：压力传感器芯体、补偿电路和电气接口；电气接口为补偿电路板和压力传感器芯体供电及作为数据输入输出通路；补偿电路包括MCU、仪表放大器和集成运放；压力传感器芯体的电压信号输出端与仪表放大器的输入端连接；压力传感器芯体温度信号输出端与集成运放的输入端连接，仪表放大器将压力信号传递给MCU，集成运放将温度信号传递给MCU，本发明通过设置补偿电路，减少电器元件的设置，增加电路的可靠性；补偿方法，通过二次拟合函数，拟合出压力值，同时解决传感器头的非线性问题；且能够满足‑55℃～120摄氏度，满足温变过程中精度到达0.1％FS的要求。

技术领域

本发明涉及电气元件技术领域，具体是一种宽温高精度压力传感器及其补偿方法。

背景技术

现有技术通过铂电阻等温度敏感器件，感应温度值，对压力传感器芯体的温漂进行补偿，需要铂电阻等温度敏感器件，对温度进行感应，增加的电子元器件，会增加电路的失效率，降低电路的可靠性；同时，铂电阻和传感器芯体感应单元存在一定的温差，精度对温度的跟随性差。

发明内容

本发明的目的在于提供一种宽温高精度压力传感器及其补偿方法，以解决上述背景技术中提出的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下一种技术方案：

一种宽温高精度压力传感器，包括：压力传感器芯体、补偿电路和电气接口；所述电气接口为补偿电路板、压力传感器芯体供电及作为数据输入输出通路；所述补偿电路包括MCU、仪表放大器和集成运放；所述压力传感器芯体的电压信号输出端与仪表放大器的输入端连接；所述压力传感器芯体温度信号输出端与集成运放的输入端连接，所述仪表放大器将压力信号传递给MCU，所述集成运放将温度信号传递给MCU；所述b端串联有固定电阻R1；所述固定电阻R1接地。

作为本发明进一步的方案：所述补偿电路还包括AD转换器；所述仪表放大器和集成运放均通过AD转换器将信号传递给MCU。

作为本发明再进一步的方案：所述压力传感器芯体的压力信号输出端包括s+输出端和s-输出端。

作为本发明再进一步的方案：所述s+输出端与仪表放大器的第一输入端连接；所述s-输出端与仪表放大器的第二输入端连接。

作为本发明再进一步的方案：所述压力传感器芯体上还设置有用于输入电压的a端和用于输出温度信号的b端；所述压力传感器芯体a端和b端之前的电阻值Rt，和温度正相关。

本发明提供如下另一种技术方案：

一种宽温高精度压力传感器的补偿方法，包括如下步骤：建立参数温度值映射表；

其中，将所述宽温高精度压力传感器放到温度可调的恒温装置中，得到每个温度点对应的Xt值集合，同时在对应的温度点下，给所述宽温高精度压力传感器打压力，得到该温度点下，不同压力对应的Xp值集合，进而得到参数温度值映射表；

其中，固定电阻R1与压力传感器芯体连接点的输出电压Vt＝Vref/(Rt+R1)*R1；与温度相关的电压信号Vt经过转换，传递给MCU；MCU读取到Xt；

其中，压力传感器芯体输出一个和压力值正相关的电压信号Vp，与压力值正相关的电压信号Vp经过转换，传递给MCU，MCU读取到Xp；

获取测试过程中Xt值，计算温度值Temp；

根据温度值Temp，从参数温度值映射表中索引得到该温度对应的参数；

根据得到对应的参数与测试过程中获得的Xp值，计算得出测试压力。

作为本发明进一步的方案：通过每个温度值Temp对应的Xt值,拟合出三个系数At,Bt和Ct,通过这三个系数和Xt值，用于计算温度Temp,计算公式如下: