[发明专利]一种船用温湿度传感器的温度补偿方法

摘要

本发明公开了一种船用温湿度传感器的温度补偿方法，包括温湿度传感器敏感元件微弱信号提取放大电路的构建、温湿度传感器放大电路温度特性的确定以及温度补偿方法，温湿度传感器敏感元件微弱信号提取放大电路包括直流斩波器、低噪声前置放大器、带通滤波器、交流放大器、移相器、驱动电路、乘法器、积分器及直流放大器；温湿度传感器放大电路温度特性的确定是确定放大电路温度特性曲线；温度补偿方法是建立温度及相对湿度误差值与环境温度变化的映射关系方程。本发明通过对处于不同环境温度下的温湿度传感器放大电路进行温度补偿，满足了船用温湿度传感器在不同温度环境下对测量精度的要求，能显著提高温湿度传感器的测量精度。

主权项

1.一种船用温湿度传感器的温度补偿方法，其特征在于，包括温湿度传感器敏感元件微弱信号提取放大电路的构建、温湿度传感器放大电路温度特性的确定以及温度补偿方法，所述的温湿度传感器敏感元件微弱信号提取放大电路包括直流斩波器、低噪声前置放大器、带通滤波器、交流放大器、移相器、驱动电路、乘法器、积分器及直流放大器；所述的温湿度传感器放大电路温度特性的确定包括随机的三组放大电路置于恒温恒湿试验机内进行温度等间隔递增变化，记录三组放大电路的数据并进行数据处理，得到放大电路温度特性曲线；所述的温度补偿方法包括通过放大电路温度特性曲线，结合转换电路中电压‑温度转换系数和电压‑相对湿度转换系数，建立温度及相对湿度误差值与环境温度变化的映射关系方程，即放大电路温度补偿方法；所述温湿度传感器敏感元件微弱信号在提取时，温湿度传感器敏感元件输出的微弱信号是直流电信号，该信号中包含有效信号和噪声信号，经过提取放大电路将有效信号和噪声信号分离，所述直流斩波器将恒定的直流信号转换成周期性变化的信号，该信号分为两路，分别进入信息通道和参考通道；信息通道中，信号经过低噪声前置放大器的两级放大和带通滤波器，滤除远离有效信号频段的部分噪声，参考通道中，信号产生恒定相移；所述乘法器对信息信号和参考信号进行自相关运算提高信噪比，再经过积分器与直流放大器，输出直流电压信号；所述温湿度传感器放大电路温度特性的确定是通过电阻箱和惠斯通电桥电路产生微弱电压信号作为放大电路的输入信号，该信号与温湿度传感器敏感元件的输出信号一致，将随机的三组放大电路置于恒温恒湿试验机内，恒温恒湿试验机内温度从‑50℃～50℃之间以10℃的温度等间隔递增变化，依次记录放大电路的输出值，再对数据记录值进行数据处理，通过采用最小二乘法对试验数据进行拟合，得到放大电路输出偏差随环境温度的变化的关系式，进而得到放大电路温度特性曲线；所述温度补偿方法是利用放大电路温度特性曲线，结合后续转换电路中电压‑温度转换系数和电压‑相对湿度转换系数，采用多元回归分析方法，选取多种拟合方程对温度特性研究所得到的关系曲线进行拟合，采用最小二乘法对选取的多种拟合方程进行分析和评估，建立温度及相对湿度误差值与环境温度变化的映射关系方程，即放大电路温度补偿方法，利用温湿度传感器本身具有的温度测量功能，将测得的实时温度数据反馈到放大电路温度补偿方法中，得到温湿度补偿值，再利用补偿值对传感器测量值进行修正。