CN109540343B - 一种基于弹射座椅程控器传感器的智能化温度补偿方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种基于弹射座椅程控器传感器的智能化温度补偿方法，该方法包括以下步骤：首先，设定期望输出的归一化曲线的偏移量和跨度，根据传感器敏感器件的输出信号，调理电路自动调整放大倍数及偏移量，再对工作温度范围的若干温度点进行标定，从而实现传感器的温度补偿，消除温度对传感器的影响，从而提高弹射座椅程控器传感器的输出精度。本发明通过信号调理电路完成传感器信号的温度补偿，并在一定范围内输出任意归一化信号曲线，不仅消除了温度对传感器的影响，提高弹射座椅程控器传感器的输出精度，而且其输出信号的兼容性更好。在传感器内部实现温度补偿，后期维修弹射座椅程控器传感器过程中，无需对程控器软件做任何更改，直接替换，提高系统的兼容性、可操作性，减小了工作量。

Description

一种基于弹射座椅程控器传感器的智能化温度补偿方法
技术领域
本发明涉及传感器的智能化温度补偿设计技术，尤其涉及一种基于弹射座椅程控器传感器的温度补偿方法。
背景技术
弹射座椅程控器传感器是弹射座椅程控器环境参数感受的重要部件，其功能是感受飞机空速系统或椅载空速系统的总压值，以及弹射后人椅系统所处高度的静压值，并将其转换成电信号输入座椅程序控制器的微计算机中进行处理。目前，国内弹射座椅程控器上使用的传感器采用抑制温漂恒流激励技术来补偿温度变化引起的激励电流的变化，从而减小温度对传感器输出的影响，但这种方式对压力传感器输出的补偿非常有限，并不能消除温度的影响。
发明内容
本发明要解决的技术问题在于针对现有技术中的缺陷，提供一种基于弹射座椅程控器传感器的智能化温度补偿方法。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种基于弹射座椅程控器传感器的智能化温度补偿方法，包括以下步骤：
1)根据弹射座椅程控器传感器的压力测量信号范围(Pmin，Pmax)以及期望输出电压V期望的归一化曲线的偏移量α和跨度β，得到：
Figure BDA0001874618060000021
2)根据温度T的条件下，传感器敏感器件输出电压V为通过(Pmin，Vmin)、(Pmax，Vmax)的曲线g(P，V)：
Figure BDA0001874618060000022
3)根据式(1)和式(2)得到信号调理电路增益PGA＝β/(Vmax-Vmin),偏移量增量δ＝α-Vmin；
4)在工作温度范围内均匀选取若干温度点及若干压力点进行标定，得到标定参数，并将标定参数以温度作为向导存储于存储器中，所述标定参数包括：灵敏度补偿系数、灵敏度温度补偿系数、偏移量补偿系数和偏移量温度补偿系数；
5)在实际测量过程中，根据检测的当前工作温度T0，在存储器中查询对应的灵敏度补偿系数、灵敏度温度补偿系数、偏移量补偿系数和偏移量温度补偿系数，经过DAC转换为模拟信号后，对通过信号调理电路放大PGA倍、增加δ的传感器信号进行补偿，从而消除温度对传感器输出的影响，输出预设的归一化曲线；
6)根据当前压敏器件输出电压，采用当前温度T0下压力及输出电压之间的归一化曲线拟合方程计算温度补偿后的当前压力值P0。
按上述方案，所述步骤5)中，根据温度传感器获得当前温度T0；若当前温度T0为标定温度点，则直接获得查询的灵敏度补偿系数、灵敏度温度补偿系数、偏移量补偿系数和偏移量温度补偿系数，否则，确定当前温度T0所在的标定温度区间(Tn-1，Tn)；
然后在标定数据中，根据当前温度T0所在温度区间查询Tn-1对应的灵敏度补偿系数Kn-1、灵敏度温度补偿系数kn-1、偏移量补偿系数Gn-1和偏移量温度补偿系数gn-1，以及Tn对应灵敏度补偿系数Kn、灵敏度温度补偿系数kn、偏移量补偿系数Gn和偏移量温度补偿系数gn；
最后计算当前温度T0下的灵敏度补偿系数K0、灵敏度温度补偿系数k0、偏移量补偿系数G0和偏移量温度补偿系数g0；
其中，
当Tn-1<T0<Tn时，且|Tn-T0|≥|T0-Tn-1|
Figure BDA0001874618060000031
Figure BDA0001874618060000032
Figure BDA0001874618060000033
Figure BDA0001874618060000034
当Tn-1<T0<Tn时，且|Tn-T0|<|T0-Tn-1|
Figure BDA0001874618060000035
Figure BDA0001874618060000036
Figure BDA0001874618060000041
Figure BDA0001874618060000042
本发明产生的有益效果是：本发明通过信号调理电路完成传感器信号的智能化温度补偿，并在一定范围内输出任意归一化信号曲线，不仅消除了温度对传感器的影响，提高弹射座椅程控器传感器的输出精度，而且其输出信号的兼容性更好。在传感器内部实现温度补偿，后期维修弹射座椅程控器传感器过程中，无需对程控器软件做任何更改，直接替换，提高系统的兼容性、可操作性，减小了工作量。
附图说明
下面将结合附图及实施例对本发明作进一步说明，附图中：
图1是本发明实施例的方法流程示意图。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
如图1所示，一种基于弹射座椅程控器传感器的智能化温度补偿方法，包括以下步骤：
1)根据弹射座椅程控器传感器的压敏器件的压力测量信号范围(Pmin，Pmax)以及设定压力P及对应输出电压V的期望输出的归一化曲线的偏移量α和跨度β，得到：
Figure BDA0001874618060000051
2)根据温度T的条件下，传感器敏感器件输出电压V为通过(Pmin，Vmin)、(Pmax，Vmax)的曲线g(P，V)：
Figure BDA0001874618060000052
3)根据式(1)和式(2)得到信号调理电路增益PGA＝β/(Vmax-Vmin),偏移量增量δ＝α-Vmin；
4)在工作温度范围内均匀选取若干温度点及若干压力点进行标定，得到标定参数，并将标定参数以温度作为向导存储于存储器中，所述标定参数包括：灵敏度补偿系数、灵敏度温度补偿系数、偏移量补偿系数和偏移量温度补偿系数；
5)在实际测量过程中，根据检测的当前工作温度T0，在存储器中查询对应的灵敏度补偿系数、灵敏度温度补偿系数、偏移量补偿系数和偏移量温度补偿系数，经过DAC转换为模拟信号后，对通过信号调理电路放大PGA倍、增加δ的传感器信号进行补偿，从而消除温度对传感器输出的影响，输出预设的归一化曲线；
6)根据当前压敏器件输出电压，采用当前温度T0下压力及输出电压之间的归一化曲线拟合方程计算温度补偿后的当前压力值P0。
所述步骤5)中，根据温度传感器获得当前温度T0；若当前温度T0为标定温度点，则直接获得查询的灵敏度补偿系数、灵敏度温度补偿系数、偏移量补偿系数和偏移量温度补偿系数，否则，确定当前温度T0所在的标定温度区间(Tn-1，Tn)；
然后在标定数据中，根据当前温度T0所在温度区间查询Tn-1对应的灵敏度补偿系数Kn-1、灵敏度温度补偿系数kn-1、偏移量补偿系数Gn-1和偏移量温度补偿系数gn-1，以及Tn对应灵敏度补偿系数Kn、灵敏度温度补偿系数kn、偏移量补偿系数Gn和偏移量温度补偿系数gn；
最后计算当前温度T0下的灵敏度补偿系数K0、灵敏度温度补偿系数k0、偏移量补偿系数G0和偏移量温度补偿系数g0；
其中，
当Tn-1<T0<Tn时，且|Tn-T0|≥|T0-Tn-1|
Figure BDA0001874618060000061
Figure BDA0001874618060000062
Figure BDA0001874618060000063
Figure BDA0001874618060000064
当Tn-1<T0<Tn时，且|Tn-T0|<|T0-Tn-1|
Figure BDA0001874618060000065
Figure BDA0001874618060000066
Figure BDA0001874618060000071
Figure BDA0001874618060000072
本发明可采用具有放大、校准、温度补偿且输出信号偏移量和跨度可设置的信号调理电路来实现，实现一定范围内任意归一化信号曲线输出，同时完成温度补偿，提高弹射座椅程控器传感器的输出精度。
应当理解的是，对本领域普通技术人员来说，可以根据上述说明加以改进或变换，而所有这些改进和变换都应属于本发明所附权利要求的保护范围。

Claims (2)

1.一种基于弹射座椅程控器传感器的智能化温度补偿方法，其特征在于，包括以下步骤：
1)根据弹射座椅程控器传感器的压力测量信号范围(Pmin，Pmax)以及期望输出电压V期望的归一化曲线的偏移量α和跨度β，得到：
Figure FDA0002965414970000011
2)根据温度T的条件下，传感器敏感器件输出电压V为通过(Pmin，Vmin)、(Pmax，Vmax)的曲线g(P，V)：
Figure FDA0002965414970000012
3)根据式(1)和式(2)得到信号调理电路增益PGA＝β/(Vmax-Vmin)，偏移量增量δ＝α-Vmin；
4)在工作温度范围内均匀选取若干温度点及若干压力点进行标定，得到标定参数，并将标定参数以温度作为向导存储于存储器中，所述标定参数包括：灵敏度补偿系数、灵敏度温度补偿系数、偏移量补偿系数和偏移量温度补偿系数；
5)在实际测量过程中，根据检测的当前工作温度T0，在存储器中查询对应的灵敏度补偿系数、灵敏度温度补偿系数、偏移量补偿系数和偏移量温度补偿系数，经过DAC转换为模拟信号后，对通过信号调理电路放大PGA倍、增加δ的传感器信号进行补偿，从而消除温度对传感器输出的影响，输出预设的归一化曲线；
6)根据当前传感器敏感器件输出电压，采用当前温度T0下压力及输出电压之间的归一化曲线拟合方程计算温度补偿后的当前压力值P0。
2.根据权利要求1所述的基于弹射座椅程控器传感器的智能化温度补偿方法，其特征在于，所述步骤5)中，根据温度传感器获得当前温度T0；若当前温度T0为标定温度点，则直接获得查询的灵敏度补偿系数、灵敏度温度补偿系数、偏移量补偿系数和偏移量温度补偿系数，否则，确定当前温度T0所在的标定温度区间(Tn-1，Tn)；
然后在标定数据中，根据当前温度T0所在温度区间查询Tn-1对应的灵敏度补偿系数Kn-1、灵敏度温度补偿系数kn-1、偏移量补偿系数Gn-1和偏移量温度补偿系数gn-1，以及Tn对应灵敏度补偿系数Kn、灵敏度温度补偿系数kn、偏移量补偿系数Gn和偏移量温度补偿系数gn；
最后计算当前温度T0下的灵敏度补偿系数K0、灵敏度温度补偿系数k0、偏移量补偿系数G0和偏移量温度补偿系数g0；
其中，
当Tn-1<T0<Tn时，且|Tn-T0|≥|T0-Tn-1|
Figure FDA0002965414970000021
Figure FDA0002965414970000022
Figure FDA0002965414970000023
Figure FDA0002965414970000024
当Tn-1<T0<Tn时，且|Tn-T0|<|T0-Tn-1|
Figure FDA0002965414970000031
Figure FDA0002965414970000032
Figure FDA0002965414970000033
Figure FDA0002965414970000034
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