CN105333996B - 气压传感器校准方法和系统 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种气压传感器校准方法和系统，气压传感器校准方法包括：在气压传感器的气容处于选定气压值下，测量气压传感器中气容气压在选定气压值预设范围内的多个实测值，并同时从气压传感器中读取各个实测值对应的输出值；根据所述实测值与输出值确定所述选定气压值处的校准参数；根据所述校准参数获取所述气压传感器在选定气压值处的校准系数，并根据所述校准系数校准气压传感器。本发明提供的气压传感器校准方法和系统提高了校准过程中的准确性，可以使后续气压传感器校准具有更高的精度。

Description

气压传感器校准方法和系统

技术领域

本发明涉及传感器检测技术领域，特别是涉及一种气压传感器校准方法和系统。

背景技术

气压传感器为电子血压计等重要仪器的核心部件，其测量精度直接影响上述各种重要仪器的测量精度，因此，气压传感器的校准技术对于维护电子血压计等重要仪器的测量水平具有重要意义。

传统的气压传感器校准方案可以分为开环和闭环校准法。开环校准法采用的是高精度压力源产生固定的压力，直接与被校准传感器连接，记录当前气压传感器所测气压值的平均值，以计算出该固定压力点的校准系数。闭环校准法是对校准压力点，实时读取高精度压力表和气压传感器输出值，建立对应关系，进行平均算法处理，得出该点校准系数。上述校准方案均是对相关气压数据直接进行平均算法处理，容易影响气压传感器的校准精度。

发明内容

基于此，有必要针对传统方案容易影响气压传感器校准精度的技术问题，提供一种气压传感器校准方法和系统。

一种气压传感器校准方法，包括如下步骤：

在气压传感器的气容处于选定气压值下，测量气压传感器中气容气压在选定气压值预设范围内的多个实测值，并同时从气压传感器中读取各个实测值对应的输出值；

根据所述实测值与输出值确定所述选定气压值处的校准参数；

根据所述校准参数获取所述气压传感器在选定气压值处的校准系数，并根据所述校准系数校准气压传感器。

上述气压传感器校准方法，通过获取气压传感器在选定气压值处的实测值与输出值，以确定在上述选定气压值处的校准参数，根据相应的校准参数获取气压传感器在该选定气压值处的校准系数，进而对上述气压传感器进行校准，使气压传感器的校准可以依据选定气压值预设范围内多组的实测值和输出值，提高了校准过程中的准确性，可以使后续气压传感器校准具有更高的精度。且上述气压传感器校准过程中无需用到高气密性稳定压力源，可以节省气压传感器的校准成本。

上述在气压传感器的气容处于选定气压值下，测量气压传感器中气容气压在选定气压值预设范围内的多个实测值，并同时从气压传感器中读取各个实测值对应的输出值的步骤前还包括：

在气阀打开状态下，获取气压传感器气容内部的多个零点气压值；

根据所述多个零点气压值的平均值确定零点校准系数；

根据所述零点校准系数校准气压传感器。

上述气压传感器校准方法中，将零点校准系数依据多个零点气压值的平均值确定，无需上述较为复杂的描绘、拟合和查找等步骤，可以在气容的气阀打开状态下，提高气压传感器的校准效率。

上述测量气压传感器中气容气压在选定气压值预设范围内的多个实测值，并同时从气压传感器中读取各个实测值对应的输出值的步骤包括：

在气容内气体从高气压值匀速放气至低气压值的过程中，获取气压传感器中气容气压的多组实测值与输出值；其中，所述高气压值和低气压值分别为所述选定气压值预设范围的上界和下界。

上述气压传感器校准方法，在从高气压值匀速放气至低气压值的过程中，获取气压传感器的多组实测值与输出值，可以降低气容气密性对相应实测值与输出值的影响，保证气容气密性差时所获取的数据的准确性，还可以在低成本前提下，实现对相应数据的获取。

上述根据所述实测值与输出值确定所述选定气压值处的校准参数的步骤包括：

根据所述实测值与输出值拟合实测值-输出值曲线，并描绘所述实测值-输出值曲线对应的多条实测值-输出值直线；

分别获取多条实测值-输出值直线的直线参数，在所述直线参数中根据预设约束条件查找校准参数。

上述气压传感器校准方法，对多组实测值和输出值进行相应的拟合、描绘等处理后得到多组直线参数，在上述直线参数中查找符合预设约束条件的一组直线参数，以得到校准参数，用于后续气压传感器的校准，使相应的校准过程具有更高的精度。

上述描绘所述实测值-输出值曲线对应的多条实测值-输出值直线的过程包括：

将所述实测值-输出值曲线划分为若干段；

分别描绘各段实测值-输出值曲线对应的实测值-输出值直线，得到多条实测值-输出值直线。

上述气压传感器校准方法中，对实测值-输出值曲线进行分段后再获取各段曲线对应的直线，可以进一步提高所描绘的实测值-输出值直线的准确度。

上述选定气压值为多个；所述多个选定气压值均为整压点；相邻两个选定气压值之间的间隔相等。

上述气压传感器校准方法中，对气压传感器的多个选定气压值进行相应校准，可以有效提高其校准效果。在整压点处对气压传感器进行校准，可以提高气压传感器相邻两个整压点之间的线性度，使线性度较差的气压传感器得到有效的校准。相邻两个选定气压值之间的间隔相等，即进行校准的各个整压点均匀分布，可以在提高线性度的基础上，使气压传感器的各个压力测量点得到均匀校准，避免出现某个测量段出现校准精度低的技术问题。

上述预设约束条件包括使约束函数取得最小值；

所述约束函数为：

其中，为约束函数，a、b均为直线参数，m表示第m个选定气压值，i表示第i个实测值或者输出值，n表示实测值或者输出值的个数，Pm_i为第m个选定气压值预设范围内的第i个实测值，ADCm_i为第m个选定气压值预设范围内的第i个输出值，表示i分别从1取到n对(Pm_i-a-b*ADCm_i)进行平方求和，符号*表示相乘。

上述根据所述校准参数获取所述气压传感器在选定气压值处的校准系数的过程包括：

将所述校准参数分别代入校准系数公式计算所述气压传感器在选定气压值处的校准系数；

其中，所述校准系数公式为：

式中，X_m为所述气压传感器在第m个选定气压值处的校准系数，Pm为第m个选定气压值，a_m'、b_m'分别为第m个选定气压值对应的一组校准参数。

上述气压传感器校准方法，在校准所述气压传感器后，还包括：

获取校准放气过程中气压传感器的若干对校准实测值与校准输出值；其中，所述校准放气过程为气压传感器气容由最大气体容量开始进行阶梯放气的过程；

获取各对校准实测值与校准输出值的差值；

若所述各对差值在预设范围内，则判定所述气压传感器校准通过。

上述气压传感器校准方法，在进行校准之后还通过各对校准实测值与校准输出值的差值检测相应气压传感器校准是否通过，可以对精度较高的校准过程进行筛选，保证了上述气压传感器校准的有效性。

上述若所述各对差值在预设范围内，则判定所述气压传感器校准通过的步骤包括：

获取在预设范围内的差值的数量；

若所述数量所占差值总数的比例超过预设比例，则判定所述气压传感器校准通过。

上述气压传感器校准方法中，由于在校准放气过程，气容上气阀的关闭瞬间，可能导致相应气压状态下的气容内气压值跳变，使各对校准实测值与校准输出值中出现误差较大的数据，因此在预设范围内的差值个数所占差值总数的比例超过预设比例便可以表明相应的气压传感器校准通过。

一种气压传感器校准系统，包括：

读取模块，用于在气压传感器的气容处于选定气压值下，测量气压传感器中气容气压在选定气压值预设范围内的多个实测值，并同时从气压传感器中读取各个实测值对应的输出值；

确定模块，用于根据所述实测值与输出值确定所述选定气压值处的校准参数；

校准模块，用于根据所述校准参数获取所述气压传感器在选定气压值处的校准系数，并根据所述校准系数校准气压传感器。

上述气压传感器校准系统，通过获取气压传感器在选定气压值处的实测值与输出值，以确定在上述选定气压值处的校准参数，根据相应的校准参数获取气压传感器在该选定气压值处的校准系数，进而对上述气压传感器进行校准，使气压传感器的校准可以依据选定气压值预设范围内多组的实测值和输出值，提高了校准过程中的准确性，可以使后续气压传感器校准具有更高的精度。且上述气压传感器校准过程中无需用到高气密性稳定压力源，可以节省气压传感器的校准成本。

附图说明

图1为一个实施例的气压传感器校准方法流程图；

图2为一个实施例的实测值-输出值直线描绘示意图

图3为另一个实施例的实测值-输出值直线描绘示意图；

图4为一个实施例的气压传感器校准系统结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明的气压传感器校准方法和系统的具体实施方式作详细描述。

参考图1，图1所示为一个实施例的气压传感器校准方法流程图，包括如下步骤：

S10，在气压传感器的气容处于选定气压值下，测量气压传感器中气容气压在选定气压值预设范围内的多个实测值，并同时从气压传感器中读取各个实测值对应的输出值；

上述步骤中，气压传感器包括气容，气容上设置有气阀，在气容内气压值较高时，可以通过打开上述气阀对气容进行放气，以减小气容内气压；需要提高上述气容内的气压值时，可以利用气泵等工具通过向气容内充气，以增加气容内的气压。上述输出值为气压传感器自身对其气容内的气压值进行读取的，上述输出值可以为显示为一个气压值，也可以显示为一个电压值，还可以进行其他形式的显示；若其显示为电压值等非气压值，可以根据气压传感器的相关参数将所显示的非气压值换算为对应的气压值。上述实测值是利用精度较高的压力表等压力测量仪器对气容内气压值进行测量所得。

上述选定气压值可以设置为多少mm(毫米)Hg(汞)对应的压力值，比如50mmHg、100mmHg、150mmHg、200mmHg、250mmHg、300mmHg等等。上述选定气压值与相应气压状态下的该气压传感器的实测值一致。

在一个实施例中，上述步骤S10，测量气压传感器中气容气压在选定气压值预设范围内的多个实测值，并同时从气压传感器中读取各个实测值对应的输出值的过程可以包括：

在气容内气体从高气压值匀速放气至低气压值的过程中，获取气压传感器中气容气压的多组实测值与输出值；其中，所述高气压值和低气压值分别为所述选定气压值预设范围的上界和下界。

本实施例中，气容内气体从高气压值匀速放气至低气压值的过程可以包括：将气容内气压值调节至高气压值，即选定气压值预设范围的上界时，等待几秒至气容内气流稳定后开始打开气阀，进行缓慢放气，待放气至气容内气压值为低气压值，即选定气压值预设范围的下界时，关闭气阀，使气容停止放气。上述选定气压值预设范围可以根据选定气压值的特点进行设置，比如，若选定气压值为多个，可以分别为50mmHg、100mmHg、150mmHg、200mmHg、250mmHg、300mmHg对应的压力值，这些选定气压值中，每相邻两个值之间的间隔均为50mmHg压力值，则上述各个选定气压值预设范围便可以根据上述间隔设置为(M-25，M+25)mmHg或者(M-20，M+20)mmHg等范围，其中，M表示相应的选定气压值，符号“-”表示减号，符号“+”表示加号。

在气容内气体从高气压值匀速放气至低气压值的过程可以为均匀放气的过程，在气容进行均匀放气时，可以以某一采样率获取上述放气过程中的实测值与输出值，这样可以在气容内气压值变化较为稳定的环境下，对相应气压状态下的各组实测值与输出值进行遍历，可以确保所获取的各组实测值与输出值的完整性与准确性。

上述实施例，在从高气压值匀速放气至低气压值的过程中，获取气压传感器的实测值与输出值，可以降低气容气密性对相应实测值与输出值的影响，保证气容气密性差时所获取的数据的准确性，还可以在低成本前提下，实现对相应数据的获取。

S20，根据所述实测值与输出值确定所述选定气压值处的校准参数；

上述步骤中，可以对多组实测值与输出值采用拟合等处理获取实测值与输出值之间的关系，上述实测值与输出值之间的关系可以为线性关系，也可以为非线性关系。由于从线性关系中获取相应的线性参数更加快捷准确，若上述实测值与输出值之间的关系为非线性关系，可以将其转换为相应的线性关系，再根据上述线性关系获取其中的线性参数，以得到相应选定气压值处的校准参数；上述校准参数可以为根据相应实测值与输出值之间的某一关系所确定的一组参数；校准参数的个数根据相应的实测值与输出值关系确定，其可以包括一个参数，也可以包括多个参数。

在一个实施例中，上述步骤S20可以包括：

S21，根据所述实测值与输出值拟合实测值-输出值曲线，并描绘所述实测值-输出值曲线对应的多条实测值-输出值直线；其中，上述符号“-”表示相应的坐标系，例如，坐标系y-x表示该坐标系的纵轴为y，横轴为x，实测值-输出值曲线表示该曲线在纵轴为实测值，横轴为输出值的坐标系中，实测值-输出值直线表示该直线在纵轴为实测值，横轴为输出值的坐标系中；

S22，分别获取多条实测值-输出值直线的直线参数，在所述直线参数中根据预设约束条件查找校准参数。

上述校准参数可以从直线参数符合预设约束条件的实测值-输出值直线中读取。校准参数可以包括相应实测值-输出值直线的一次项系数和常数项等可以从相关直线中获取的参数。上述预设约束条件包括能够通过实测值-输出值曲线的相关特点筛选出与上述实测值-输出值曲线误差最小的实测值-输出值直线的条件；可以根据实测值-输出值曲线的特点进行预设。

图2、图3分别为实测值-输出值直线描绘示意图，在上述图2、图3中，横坐标表示输出值，纵坐标表示实测值。参考图2所示，可以根据实测值-输出值曲线特点拟合成多条近似直线，如图2所示的K1、K2等直线，此时实测值-输出值直线的一次项系数和常数项等直线参数可以分别在不同区间内取值，比如，若上述直线参数包括相应直线的一次项系数和常数项，上述一次项系数的取值范围可以为[a1,a2]，常数项的取值范围可以为[b1,b2]，直线参数便可以在某个或者某几个数值区间内取值；参考图3所示，也可以对上述实测值-输出值曲线进行分段，分别将每段曲线拟合成上述各段曲线对应的直线，如图3所示的K5、K6等直线，此时多条实测值-输出值直线的一次项系数、常数项等直线参数分别可以取到有限个值；上述一次项系数、常数项等直线参数所取值的个数与实测值-输出值曲线所分的段数一致。

作为一个实施例，上述步骤S21，描绘所述实测值-输出值曲线对应的多条实测值-输出值直线的过程可以包括：

将所述实测值-输出值曲线划分为若干段；

分别描绘各段实测值-输出值曲线对应的实测值-输出值直线，得到多条实测值-输出值直线。

将各段实测值-输出值曲线描绘成对应的实测值-输出值直线后的状态可以如图3所示，其中每条直线对应一组直线参数。上述对实测值-输出值曲线进行分段后再获取各段曲线对应的直线，可以进一步提高所描绘的实测值-输出值直线的准确度。

本实施例中，对多组实测值和输出值进行相应的拟合、描绘等处理后得到多组直线参数，在上述直线参数中查找符合预设约束条件的一组直线参数，以得到校准参数，用于后续气压传感器的校准，使相应的校准过程具有更高的精度。

S30，根据所述校准参数获取所述气压传感器在选定气压值处的校准系数，并根据所述校准系数校准气压传感器。

上述步骤中，可以对一个或者多个校准参数进行相关运算以获取相应的校准系数。

本发明提供的气压传感器校准方法，通过获取气压传感器在选定气压值处的实测值与输出值，以确定在上述选定气压值处的校准参数，根据相应的校准参数获取气压传感器在该选定气压值处的校准系数，进而对上述气压传感器进行校准，使气压传感器的校准可以依据选定气压值预设范围内多组的实测值和输出值，提高了校准过程中的准确性，可以使后续气压传感器校准具有更高的精度。且上述气压传感器校准过程中无需用到高气密性稳定压力源，可以节省气压传感器的校准成本。

在一个实施例中，上述在气压传感器的气容处于选定气压值下，测量气压传感器中气容气压在选定气压值预设范围内的多个实测值，并同时从气压传感器中读取各个实测值对应的输出值的步骤前还包括：

在气阀打开状态下，获取气压传感器气容内部的多个零点气压值；

根据所述多个零点气压值的平均值确定零点校准系数；

根据所述零点校准系数校准气压传感器。

本实施例中，上述零点气压值为在气阀打开状态下，气容内气流稳定后的气压值；可以在设定的时间段内以某个固定采样率获取气压传感器的多个零点气压值；上述零点气压值与气压传感器所处环境的大气压值相等；上述设定的时间段可以为5秒，固定采样率可以为50Hz(赫兹)，也可以根据具体的校准精度设置为其他值。上述零点校准系数即为多个零点气压值的平均值。

上述实施例提供的将零点校准系数依据多个零点气压值的平均值确定，无需上述较为复杂的描绘、拟合和查找等步骤，可以在气容的气阀打开状态下，提高气压传感器的校准效率。

在一个实施例中，上述选定气压值为多个；所述多个选定气压值均为整压点；相邻两个选定气压值之间的间隔相等。

本实施例中，上述整压点可以指气容内气压值为整数倍mmHg对应的压力值；相邻两个选定气压值之间的间隔相等，即各个整压点均匀分布；比如，50mmHg、100mmHg、150mmHg、200mmHg、250mmHg、300mmHg等等，上述多个选定气压值中，每相邻两个选定气压值之间的间隔为50mmHg。

对气压传感器的多个选定气压值进行相应校准，可以有效提高其校准效果。在整压点处对气压传感器进行校准，可以提高气压传感器相邻两个整压点之间的线性度，使线性度较差的气压传感器得到有效的校准。相邻两个选定气压值之间的间隔相等，即进行校准的各个整压点均匀分布，可以在提高线性度的基础上，使气压传感器的各个压力测量点得到均匀校准，避免出现某个测量段出现校准精度低的技术问题。

作为一个实施例，上述预设约束条件可以包括使约束函数取得最小值；

所述约束函数为：

其中，为约束函数，a、b均为直线参数，a可以为相应实测值-输出值直线的常数项，b可以为相应实测值-输出值直线的一次项系数，m表示第m个选定气压值，i表示第i个实测值或者输出值，n表示实测值或者输出值的个数，Pm_i为第m个选定气压值预设范围内的第i个实测值，ADCm_i为第m个选定气压值预设范围内的第i个输出值，表示i分别从1取到n对(Pm_i-a-b*ADCm_i)进行平方求和，符号*表示相乘。

本实施例中，上述实测值-输出值直线的一次项系数和常数项等直线参数可以分别在不同区间内取值，也可以取到不完全相同的有限个值；相应地，将上述直线参数代入预设的约束函数后，约束函数的值可以为若干个数值区间，也可以为不完全相同的有限个值。上述使约束函数取得最小值的过程可以包括：通过对函数的各变量求取相应导数等方法计算使约束函数取得最小值；若上述一次项系数和常数项等直线参数分别取不完全相同的有限个值，也可以将上述各组直线参数分别代入相应的约束函数；再获取所述约束函数取得最小值的直线参数，以得到相应的校准参数。

若上述直线参数包括一次项系数和常数项，使约束函数取得最小值的过程可以包括：

将所述约束函数对一次项系数求一阶偏导，得到第一偏导函数；

将所述约束函数对常数项求一阶偏导，得到第二偏导函数；

计算使所述第一偏导函数和第二偏导函数同时为零的一次项系数和常数项。

上述将约束函数分别对一次项系数和常数项求一阶偏导，以确定校准参数的过程可以包括：

约束函数对常数项a求一阶偏导的第一偏导函数和对一次项系数b求一阶偏导的第二偏导函数可以分别为：

第一偏导函数和第二偏导函数同时为零，即上述式(1)为0：

计算式(2)可得：

其中：

式(4)中，符号Σ表示求和，ΣPm_i表示将相应选定气压值对应的实测值Pm_i依次相加求和，ΣADCm_i表示将相应选定气压值对应的输出值ADCm_i依次相加求和，i表示实测值或者输出值的序号，上述实测值或者输出值的个数为n。

根据式(3)和式(4)可以计算出第m个选定气压值处的一组校准参数a_m'和b_m'，进而得出第m个选定气压值处的校准系数公式为：

式中，X_m为所述气压传感器在第m个选定气压值处的校准系数，Pm为第m个选定气压值，a_m'、b_m'分别为第m个选定气压值对应的一组校准参数，其中，该组校准参数可以为使约束函数取得最小值的一组一次项系数和常数项，例如，a_m'可以为使约束函数取得最小值的常数项，b_m'可以为上述常数项对应的一次项系数。

在一个实施例中，上述根据所述校准参数获取所述气压传感器在选定气压值处的校准系数的过程可以包括：

将所述校准参数分别代入校准系数公式计算所述气压传感器在选定气压值处的校准系数；

其中，所述校准系数公式为：

式中，X_m为所述气压传感器在第m个选定气压值处的校准系数，Pm为第m个选定气压值，a_m'、b_m'分别为第m个选定气压值对应的一组校准参数。若校准参数从直线参数符合预设约束条件的实测值-输出值直线中读取，此时，校准参数可以包括上述实测值-输出值直线的一次项系数和常数项等直线参数。

在一个实施例中，上述气压传感器校准方法，在校准所述气压传感器后，还可以包括：

获取校准放气过程中气压传感器的若干对校准实测值与校准输出值；其中，所述校准放气过程为气压传感器气容由最大气体容量开始进行阶梯放气的过程；

获取各对校准实测值与校准输出值的差值；

若所述各对差值在预设范围内，则判定所述气压传感器校准通过。

本实施例中，阶梯放气时的预设压差可以根据气容的最大气体容量所对应的气压值进行设置。上述若干对校准实测值与校准输出值可以在校准放气过程中，气容内气流稳定时采取，例如，首先对气容进行第一次放气，第一次放气完成后隔10秒对气容进行第二次放气，便可以在第一次放气与第二次放气的10秒间隔中气容内气流稳定时，获取一对校准实测值与校准输出值，以保证所获取的校准实测值与校准输出值的稳定性与准确性。上述差值获取过程中，若输出值为非气压值，则可以将其转换为对应的气压值后再进行相应差值的获取。上述预设范围可以根据校准精度进行设置，比如设置为3mmHg压力值，或者其他压力值。

若气容最大气体容量对应的气压值为300mmHg压力值，预设压差为50mmHg压力值，上述校准放气过程可以包括：第一次放气将气容内气压值从300mmHg压力值放至250mmHg压力值，关闭气阀，等待3秒至气容内气流稳定后，获取一对校准实测值与校准输出值，其中，可以在5秒内分别获取多个实测值与输出值，再对分别对上述多个实测值与多个输出值求平均值以确定该对校准实测值与校准输出值；接下来可以打开气阀进行如上述第一次放气的多次放气，并在各次放气后，待气容内气流稳定时，获取相应的校准实测值与校准输出值。

本实施例提供的气压传感器校准方法，在进行校准之后还通过各对校准实测值与校准输出值的差值检测相应气压传感器校准是否通过，可以对精度较高的校准过程进行筛选，保证了上述气压传感器校准的有效性。

作为一个实施例，若所述各对差值在预设范围内，则判定所述气压传感器校准通过的步骤可以包括：

获取在预设范围内的差值的数量；

若所述数量所占差值总数的比例超过预设比例，则判定所述气压传感器校准通过。

上述预设比例可以根据气压传感器的校准精度进行设置，可以设置为90％、95％等值。

本实施例提供的气压传感器校准方法中，由于在校准放气过程，气容上气阀的关闭瞬间，可能导致相应气压状态下的气容内气压值的跳变，使各对校准实测值与校准输出值中出现误差较大的数据，因此在预设范围内的差值个数所占差值总数的比例超过预设比例便可以表明相应的气压传感器校准通过。

参考图4，图4所示为一个实施例的气压传感器校准系统结构示意图，包括：

读取模块10，用于在气压传感器的气容处于选定气压值下，测量气压传感器中气容气压在选定气压值预设范围内的多个实测值，并同时从气压传感器中读取各个实测值对应的输出值；

确定模块20，用于根据所述实测值与输出值确定所述选定气压值处的校准参数；

校准模块30，用于根据所述校准参数获取所述气压传感器在选定气压值处的校准系数，并根据所述校准系数校准气压传感器。

本发明提供的气压传感器校准系统与本发明提供的气压传感器校准方法一一对应，在所述气压传感器校准方法的实施例阐述的技术特征及其有益效果均适用于气压传感器校准系统的实施例中，特此声明。

以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。

以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (9)

1.一种气压传感器校准方法，其特征在于，包括如下步骤：

在气压传感器的气容处于选定气压值下，测量气压传感器中气容气压在选定气压值预设范围内的多个实测值，并同时从气压传感器中读取各个实测值对应的输出值；其中，所述实测值是利用压力测量仪器对气容内气压值进行测量所得；

根据所述实测值与输出值确定所述选定气压值处的校准参数；所述根据所述实测值与输出值确定所述选定气压值处的校准参数的步骤包括：

根据所述实测值与输出值拟合实测值-输出值曲线，并描绘所述实测值-输出值曲线对应的多条实测值-输出值直线；

分别获取多条实测值-输出值直线的直线参数，在所述直线参数中根据预设约束条件查找校准参数；

根据所述校准参数获取所述气压传感器在选定气压值处的校准系数，并根据所述校准系数校准气压传感器；

所述预设约束条件包括使约束函数取得最小值；

所述约束函数为：

其中，为约束函数，a、b均为直线参数，m表示第m个选定气压值，i表示第i个实测值或者输出值，n表示实测值或者输出值的个数，Pm_i为第m个选定气压值预设范围内的第i个实测值，ADCm_i为第m个选定气压值预设范围内的第i个输出值，表示i分别从1取到n对(Pm_i-a-b*ADCm_i)进行平方求和，符号*表示相乘。

2.根据权利要求1所述的气压传感器校准方法，其特征在于，所述在气压传感器的气容处于选定气压值下，测量气压传感器中气容气压在选定气压值预设范围内的多个实测值，并同时从气压传感器中读取各个实测值对应的输出值的步骤前还包括：

在气阀打开状态下，获取气压传感器气容内部的多个零点气压值；

根据所述多个零点气压值的平均值确定零点校准系数；

根据所述零点校准系数校准气压传感器。

3.根据权利要求1所述的气压传感器校准方法，其特征在于，所述测量气压传感器中气容气压在选定气压值预设范围内的多个实测值，并同时从气压传感器中读取各个实测值对应的输出值的过程包括：

在气容内气体从高气压值匀速放气至低气压值的过程中，获取气压传感器中气容气压的多组实测值与输出值；其中，所述高气压值和低气压值分别为所述选定气压值预设范围的上界和下界。

4.根据权利要求1所述的气压传感器校准方法，其特征在于，所述描绘所述实测值-输出值曲线对应的多条实测值-输出值直线的过程包括：

将所述实测值-输出值曲线划分为若干段；

分别描绘各段实测值-输出值曲线对应的实测值-输出值直线，得到多条实测值-输出值直线。

5.根据权利要求1所述的气压传感器校准方法，其特征在于，所述选定气压值为多个；所述多个选定气压值均为整压点；相邻两个选定气压值之间的间隔相等。

6.根据权利要求5所述的气压传感器校准方法，其特征在于，所述根据所述校准参数获取所述气压传感器在选定气压值处的校准系数的过程包括：

将所述校准参数分别代入校准系数公式计算所述气压传感器在选定气压值处的校准系数；

其中，所述校准系数公式为：

式中，X_m为所述气压传感器在第m个选定气压值处的校准系数，Pm为第m个选定气压值，a_m'、b_m'分别为第m个选定气压值对应的一组校准参数。

7.根据权利要求1所述的气压传感器校准方法，其特征在于，在校准所述气压传感器后，还包括：

获取校准放气过程中气压传感器的若干对校准实测值与校准输出值；其中，所述校准放气过程为气压传感器气容由最大气体容量开始进行阶梯放气的过程；

获取各对校准实测值与校准输出值的差值；

若所述各对差值在预设范围内，则判定所述气压传感器校准通过。

8.根据权利要求7所述的气压传感器校准方法，其特征在于，所述若所述各对差值在预设范围内，则判定所述气压传感器校准通过的步骤包括：

获取在预设范围内的差值的数量；

若所述数量所占差值总数的比例超过预设比例，则判定所述气压传感器校准通过。

9.一种气压传感器校准系统，其特征在于，包括：

读取模块，用于在气压传感器的气容处于选定气压值下，测量气压传感器中气容气压在选定气压值预设范围内的多个实测值，并同时从气压传感器中读取各个实测值对应的输出值；其中，所述实测值是利用压力测量仪器对气容内气压值进行测量所得；

确定模块，用于根据所述实测值与输出值确定所述选定气压值处的校准参数；所述确定模块进一步用于：

根据所述实测值与输出值拟合实测值-输出值曲线，并描绘所述实测值-输出值曲线对应的多条实测值-输出值直线；

分别获取多条实测值-输出值直线的直线参数，在所述直线参数中根据预设约束条件查找校准参数；

校准模块，用于根据所述校准参数获取所述气压传感器在选定气压值处的校准系数，并根据所述校准系数校准气压传感器；所述预设约束条件包括使约束函数取得最小值；

所述约束函数为：

其中，为约束函数，a、b均为直线参数，m表示第m个选定气压值，i表示第i个实测值或者输出值，n表示实测值或者输出值的个数，Pm_i为第m个选定气压值预设范围内的第i个实测值，ADCm_i为第m个选定气压值预设范围内的第i个输出值，表示i分别从1取到n对(Pm_i-a-b*ADCm_i)进行平方求和，符号*表示相乘。