克服了传统的通过硬件电路对压力传感器进行温度误差补偿的缺点,本文介绍了使用单片机对压力传感器进行温度补偿的基本方法,并说明了如何使用温度误差补偿软件,并描述了用于高精度温度补偿的软件算法的原理。
为通过软件进行温度补偿提供了理论基础。验结果表明,采用高精度温度补偿算法的传感器输出精度已有明显提高。力传感器是一种常用的传感器元件,由于其自身的非线性和使用中外部测量条件的影响,压力传感器的输出具有非线性特性,因此有很多因素。
而,在这些误差因素中,温度的影响最为明显。此,补偿传感器的温度误差[1? 3]。过硬件补偿措施来实现温度误差补偿是非常麻烦且困难的,恒温阀芯但是它是通过引入软件来实现补偿的一种更有效的方法[4? 5]。过使用足够精确的温度误差补偿模型可以获得满意的结果,同时,该算法有望简单有效,恒温阀芯避免了算法复杂而耗时的特点。
BP神经网络的温度补偿[6]。于温度误差补偿的传统硬件解决方案是将Rt热敏电阻连接到Wyster桥电路中的一个或两个桥臂,如图1所示[7]。是,由于热敏电阻本身的特性,不可能完全补偿温度误差[8? 9]。外,用于补偿温度误差的硬件电路具有固有的器件缺陷,调试困难,通用性差,成本高,精度低等缺点,不利于实际应用。程。此,本文提出了与单片机相关联的高精度温度误差补偿的软件实现,以实现自动检测和实时控制。单芯片传感器测量系统中,为了解决传感器温度误差补偿的问题,必须测量传感器所处位置的温度,因此需要温度传感器。度传感器通常安装在传感器中敏感组件附近。理特定的框图如图2所示[10? 11]。补偿温度误差时,对于给定的温度值n,必须预先测量与温度传感器提供的每个温度值(Ut1,Ut2,…)相对应的电压信号。(T1,T2,…,Tn)(Utn),然后在放大电路放大传感器输出信号后测量相应的温度漂移电压(Uc1,Uc2,…,Ucn)为了确保数据的准确性,可以在培养箱中进行测量。表格中准备(Ut1,Ut2,…,Utn)和(Uc1,Uc2,…,Ucn),将其放入MCU的存储器中,然后建立与该值相对应的温度值的数学运算温度传感器温度和温度漂移电压信号。模型具有特征曲线Uc = F(Ut),如图2所示。
3.我们可以将图3所示的曲线划分为n个段,并在一条直线上近似两个相邻点之间的曲线,以便可以使用线性信号来找到与某个温度值相对应的电压信号Ut温度传感器的输出。应的温度漂移Uc,这是线性插值方法。系式(2)表明,n足够大以获得良好的精度,从而使得单片机可以通过与温度相对应的测量电压信号来获得相应的零点温度漂移电压。果与温度传感器提供的温度值相对应的温度信号和温度漂移电压信号的特性曲线发生很大变化,则使用的线性插值方法将导致较大的误差。此,可以使用二次曲线插值,如图4所示。
物线由曲线上的三个点K1(Ut1,Uc1),K2(Ut2,Uc2),K3(Ut3,Uc3)形成,但是传统的二次抛物线方程是Uc = AUt2 BUt C。找到A,B和C的值,必须执行联立方程,计算的复杂性导致程序复杂。
公式中:A,B和C的值很容易从三个点K1,K2和K3确定。以看出,可以通过使用三个已知的点K1,K2和K3来获得A,B和C的值,然后将其放置在单片机的存储器中,并且可以根据以下函数获得相应的Uc的值:单位价值以上是传感器温度误差补偿的数学模型,可以通过这两种模型进行温度误差补偿。性温度补偿和非线性温度补偿软件的软件设计流程图如图5和6所示。于温度是一个连续变化的模拟值,因此将温度点收集到精度越高,精度越高。常,可以使用具有大量位的A / D芯片来满足需求。7说明了与单片机结合的软件实现过程。
软件设计可确保无需手动配置即可确保对温度变化的快速响应并寻找漂移电压。应的温度为零时,从而确保微控制器的输出电压是实时更新的校正电压值。1显示了传感器在20°C和80°C时的零输出变化。1显示与没有温度补偿的零输出相比,软件温度补偿后的零输出得到了显着改善。件。
2显示了传感器在25°C下的测量结果。
2表明补偿后的精度小于1%。了满足高精度应用中压力传感器的要求,本文档结合使用软件来认识到传感器温度误差补偿是一种非常简单有效的方法。
种方法大大降低了电路的复杂性,降低了测量系统的成本,对于普通用户而言,无需额外的操作即可获得可靠的值,适合批量传感器的补偿,因此具有广泛的应用前景。
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