CN111024297A - 一种基于多压力传感器的内腔压力检测校准方法 - Google Patents

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Abstract

本发明一种基于多压力传感器的内腔压力检测校准方法。用于产品在外场使用过程中，周期性对压力传感器进行检查时，通过对使用压力范围中各个压力离散点进行传感器数据采集，对各传感器在各点采集的数据误差的绝对值求和所得一组数据进行归一化处理作为每一个传感器的权重值，通过这组权重值与对应压力传感器实际测量值的乘积之和做为输出给机载系统的压力值，以此来提高产品在下一次周期性检查前的可靠性与压力数据稳定性。

Description

一种基于多压力传感器的内腔压力检测校准方法
技术领域
本发明涉及检测技术领域，具体为一种基于多压力传感器的内腔压力检测校准方法。
背景技术
目前常用压力检测手段的为针对某一测试点采用单一压力传感器直接由电源芯片供电进行压力采集，在数据处理芯片中进行多次压力数据平均滤波后作为该点某时刻压力值输出，效率较低且传感器一旦损坏则产品功能将丧失因此可靠性较差。对于传感器的校准一般是在出厂前针对温度漂移进行补偿后，在外场使用中仅定期判断传感器是否出现误差超限故障，而压力传感器因其本身特性在出厂后压力检测值仍有一定量的时间漂移。
发明内容
本发明所要解决的技术问题：解决的直升机桨叶大梁产生穿透性裂隙的实时检测的技术问题。
技术方案：
本发明提供一种基于多压力传感器的内腔压力检测校准方法，包括直升机桨叶大梁、压力检测装置和充压设备；其中所述压力检测装置包括信号处理单元、密闭壳体和N个压力传感器；且所述N个压力传感器均设置在所述密闭壳体中，所述密闭壳体设置有进气接口；通过所述进气接口所述密闭壳体固定密封连接在直升机桨叶大梁上，并与所述内腔连通，所述N个压力传感器同时所述内腔压力；N为大于2的自然数；所述充压设备通过充压接头固定密封连接到直升机桨叶大梁，且所述充压设备用于向所述内腔充压；
上述的方法包括如下步骤：
步骤一、设定传感器工作环境的压力范围[Pmin,Pmax]，Pmin和Pmax分别代表传感器工作环境中的压力最小值和最大值；将压力范围通过K个离散点等间距划分，其中包括Pmin和Pmax，且第j个离散点的压力值满足关系式：
Pj＝Pmin+(j-1)*(Pmax-Pmin)/(k-1)；
Pj＝Pmin+(j-1)*(Pmax-Pmin)/(K-1)；其中：P1＝Pmin，PK＝Pmax，j和K均为正整数，j≤K，K≥N；
步骤二、按照步骤一中的各离散点压力值作为充压值，分别对所述内腔充压K次并保压，其中每次充压都对N个传感器进行采集，获得检测矩阵如下：
Figure BDA0002326212130000021
Pij为按照第j个离散点充压的第i个传感器的测量值；
步骤三、
计算每个传感器的在第j次充压时的测量值与第j次充压值的差值的绝对值，并且对于每个传感器，将该传感器的对应各次充压的所述绝对值进行求和计算，求和公式如下：
Figure BDA0002326212130000022
δi为第i个传感器的各次充压的所述绝对值的和，Pj为第j次充压值；
通过上述求和公式能够对应N个传感器获得N个求和值，获取N个求和值的总和A；
步骤四、通过公式获得每个压力传感器的权重值，公式如下：
Figure BDA0002326212130000023
λi为第i个传感器的权重值；
步骤五、将每个传感器的实际测量值与各自传感器的权重值进行相乘后求和，作为对于所述内腔的实际测量值提供到机载系统。
进一步的，所述Pmin大于30kPa。在大于30kPa的条件下，所述校准方法实施效果更好，校准后结果更加精确。
进一步的，所述传感器工作环境的压力范围包含直升机桨叶大梁内腔的实际工作压力范围。本发明通过多传感器加权方式在使用中对传感器温度漂移进行补偿提高了压力传感器检测压力的长期稳定性。
进一步的，所述Pmin小于标准大气压，所述Pmax大于标准大气压。
进一步的，所述N为8。在N大于8时，校准的差异更加明显，校准的作用开始比较明显。
进一步的，所述K大于4。优选为8。在K大于4时校准的差异更加明显，换句话说是校准的作用更加突出。
进一步的，所述Pmax小于200kPa。在大于30kPa的条件下，所述校准方法实施效果更好，校准后结果更加精确。
本发明的有益效果：本发明通过多传感器加权方式在使用中对传感器温度漂移进行补偿提高了压力传感器检测压力的长期稳定性。
具体实施方式
给出如下实施例
实施例1，提供一种基于多压力传感器的内腔压力检测校准方法，包括直升机桨叶大梁、压力检测装置和充压设备；其中所述压力检测装置包括信号处理单元、密闭壳体和N个压力传感器；且所述N个压力传感器均设置在所述密闭壳体中，所述密闭壳体设置有进气接口；通过所述进气接口所述密闭壳体固定密封连接在直升机桨叶大梁上，并与所述内腔连通，所述N个压力传感器同时所述内腔压力；N为大于2的自然数；所述充压设备通过充压接头固定密封连接到直升机桨叶大梁，且所述充压设备用于向所述内腔充压；
上述的方法包括如下步骤：
步骤一、设定传感器工作环境的压力范围[Pmin,Pmax]，Pmin和Pmax分别代表传感器工作环境中的压力最小值和最大值；将压力范围通过K个离散点等间距划分，其中包括Pmin和Pmax，且第j个离散点的压力值满足关系式：
Pj＝Pmin+(j-1)*(Pmax-Pmin)/(k-1)；
Pj＝Pmin+(j-1)*(Pmax-Pmin)/(K-1)；其中：P1＝Pmin，PK＝Pmax，j和K均为正整数，j≤K，K≥N；
步骤二、按照步骤一中的各离散点压力值作为充压值，分别对所述内腔充压K次并保压，其中每次充压都对N个传感器进行采集，获得检测矩阵如下：
Figure BDA0002326212130000031
Pij为按照第j个离散点充压的第i个传感器的测量值；
步骤三、
计算每个传感器的在第j次充压时的测量值与第j次充压值的差值的绝对值，并且对于每个传感器，将该传感器的对应各次充压的所述绝对值进行求和计算，求和公式如下：
Figure BDA0002326212130000032
δi为第i个传感器的各次充压的所述绝对值的和，Pj为第j次充压值；
通过上述求和公式能够对应N个传感器获得N个求和值，获取N个求和值的总和A；
步骤四、通过公式获得每个压力传感器的权重值，公式如下：
Figure BDA0002326212130000033
λi为第i个传感器的权重值；
步骤五、将每个传感器的实际测量值与各自传感器的权重值进行相乘后求和，作为对于所述内腔的实际测量值提供到机载系统。
所述Pmin小于标准大气压，所述Pmax大于标准大气压。
所述Pmin大于30kPa。
所述Pmax小于200kPa。

Claims (8)

1.一种基于多压力传感器的内腔压力检测校准方法，其特征在于：包括直升机桨叶大梁、压力检测装置和充压设备；其中所述压力检测装置包括信号处理单元、密闭壳体和N个压力传感器；且所述N个压力传感器均设置在所述密闭壳体中，所述密闭壳体设置有进气接口；通过所述进气接口所述密闭壳体固定密封连接在直升机桨叶大梁上，并与所述内腔连通，所述N个压力传感器同时所述内腔压力；N为大于2的自然数；所述充压设备通过充压接头固定密封连接到直升机桨叶大梁，且所述充压设备用于向所述内腔充压；
上述的方法包括如下步骤：
步骤一、设定传感器工作环境的压力范围[Pmin,Pmax]，Pmin和Pmax分别代表传感器工作环境中的压力最小值和最大值；将压力范围通过K个离散点等间距划分，其中包括Pmin和Pmax，且第j个离散点的压力值满足关系式：
Pj＝Pmin+(j-1)*(Pmax-Pmin)/(k-1)；
Pj＝Pmin+(j-1)*(Pmax-Pmin)/(K-1)；其中：P1＝Pmin，PK＝Pmax，j和K均为正整数，j≤K，K≥N；
步骤二、按照步骤一中的各离散点压力值作为充压值，分别对所述内腔充压K次并保压，其中每次充压都对N个传感器进行采集，获得检测矩阵如下：
Figure FDA0002326212120000011
Pij为按照第j个离散点充压的第i个传感器的测量值；
步骤三、
计算每个传感器的在第j次充压时的测量值与第j次充压值的差值的绝对值，并且对于每个传感器，将该传感器的对应各次充压的所述绝对值进行求和计算，求和公式如下：
Figure FDA0002326212120000012
δi为第i个传感器的各次充压的所述绝对值的和，Pj为第j次充压值；
通过上述求和公式能够对应N个传感器获得N个求和值，获取N个求和值的总和A；
步骤四、通过公式获得每个压力传感器的权重值，公式如下：
Figure FDA0002326212120000013
λi为第i个传感器的权重值；
步骤五、将每个传感器的实际测量值与各自传感器的权重值进行相乘后求和，作为对于所述内腔的实际测量值提供到机载系统。
2.根据权利要求1所述的一种基于多压力传感器的内腔压力检测校准方法，其特征在于：所述Pmin大于30kPa。
3.根据权利要求1所述的一种基于多压力传感器的内腔压力检测校准方法，其特征在于：所述传感器工作环境的压力范围包含直升机桨叶大梁内腔的实际工作压力范围。
4.根据权利要求1所述的一种基于多压力传感器的内腔压力检测校准方法，其特征在于：所述Pmin小于标准大气压，所述Pmax大于标准大气压。
5.根据权利要求1所述的一种基于多压力传感器的内腔压力检测校准方法，其特征在于：所述N为为8。
6.根据权利要求5所述的一种基于多压力传感器的内腔压力检测校准方法，其特征在于：所述K为8。
7.根据权利要求1所述的一种基于多压力传感器的内腔压力检测校准方法，其特征在于：所述K大于4。
8.根据权利要求1所述的一种基于多压力传感器的内腔压力检测校准方法，其特征在于：所述Pmax小于200kPa。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN113274069A (zh) * 2021-05-11 2021-08-20 温州医科大学附属第二医院（温州医科大学附属育英儿童医院） 一种心胸外科手术用扩张器和提示方法

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CN203758676U (zh) * 2014-03-31 2014-08-06 江西昌河航空工业有限公司 一种桨叶大梁内腔压力测量装置
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