CN115014629A - 压力传感器的温漂补偿方法及装置 - Google Patents

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CN115014629A CN202210682005.1A CN202210682005A CN115014629A CN 115014629 A CN115014629 A CN 115014629A CN 202210682005 A CN202210682005 A CN 202210682005A CN 115014629 A CN115014629 A CN 115014629A
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Abstract

本发明提供了一种压力传感器的温漂补偿方法及装置，该方法包括：获取压力传感器在预设温度下1mmHg对应的差分电压值和当前温度下的承受0mmHg压力时的差分电压值；根据所述当前温度下的承受0mmHg压力时的差分电压值，计算当前温度下的压力调整系数；根据所述当前温度下的压力调整系数，计算当前温度下1mmHg对应的差分电压值；获取当前压力传感器的差分电压值，根据所述当前温度下1mmHg对应的差分电压值，计算当前压力值。该方法通过计算压力调整系数从而对产生温漂的当前压力值进行调整，从而并不会限制对处理芯片的选型，降低使用条件的局限性，简化电路复杂程度。

Description

压力传感器的温漂补偿方法及装置
技术领域
本发明涉及压力传感器测量技术领域，尤其是涉及一种压力传感器的温漂补偿方法及装置。
背景技术
血压计中包括压力传感器，在使用压力传感器时，将压力传感器测量的压力值转化为电信号，然后通过对该电信号进行计算从而得到压力值。然而，由于温度的变化，会导致压力传感器受温度影响从而影响测量结果。
传统的压力传感器的温漂补偿方法主要有下述两种方式：一种方法是在ADC(Analog-to-digital converter，模拟数字转换器)上连接外部参考源，但这种方法容易引起恒流源产生自激振荡，且对芯片类型要有所限定；另一种方法是使用两路ADC同时检测，根据干扰同步抵消原理将电流变化的影响互相抵消，但这种方法对信号的同步要求比较高，导致该技术使用场景受到限制，从而会增加电路成本和电路的复杂程度。
整体而言，现有的压力传感器的温漂补偿方法存在使用条件限制大的弊端。
发明内容
本发明的目的在于提供一种压力传感器的温漂补偿方法及装置，以降低使用条件的局限性和电路的复杂程度。
第一方面，本发明实施例提供了一种压力传感器的温漂补偿方法，包括：获取压力传感器在预设温度下每1mmHg对应的差分电压值和当前温度下的承受0mmHg压力时的差分电压值；根据当前温度下的承受0mmHg压力时的差分电压值，计算当前温度下的压力调整系数；根据当前温度下的压力调整系数，计算当前温度下每1mmHg对应的差分电压值；获取当前压力传感器的差分电压值，根据当前温度下每1mmHg对应的差分电压值，计算当前压力值。
进一步的，获取压力传感器在预设温度下每1mmHg对应的差分电压值和当前温度下的承受0mmHg压力时的差分电压值的步骤，包括：分别获取压力传感器在预设温度的条件下承受预设压力值时的第一差分电压和承受0mmHg压力时的第二差分电压；根据第一差分电压和第二差分电压，计算预设温度下每1mmHg对应的差分电压值。
进一步的，根据第一差分电压和第二差分电压，计算预设温度下每1mmHg对应的差分电压值的步骤，包括：根据下述公式计算预设温度下每1mmHg对应的差分电压值：
Figure BDA0003696635290000021
其中，K表示压力传感器在预设温度下每1mmHg对应的差分电压值，V0(xmmHg)表示第一差分电压；V0(0mmHg)表示第二差分电压。
进一步的，根据当前温度下的承受0mmHg压力时的差分电压值，计算当前温度下的压力调整系数的步骤，包括：根据下述公式计算当前温度下的压力调整系数：
Figure BDA0003696635290000022
其中，W表示压力调整系数，V0T表示压力传感器在当前温度条件下承受0mmHg压力时的差分电压值。
进一步的，根据当前温度下的压力调整系数，计算当前温度下每1mmHg对应的差分电压值的步骤，包括：根据下述公式计算当前温度下每1mmHg对应的差分电压值：
KT＝KW
其中，KT表示压力传感器在当前温度下每1mmHg对应的差分电压值。
进一步的，获取当前压力传感器的差分电压值，根据当前温度下每1mmHg对应的差分电压值，计算当前压力值的步骤，包括：根据下述公式计算当前压力值：
Figure BDA0003696635290000031
其中，FT表示当前压力值，Vb表示当前压力传感器的差分电压值。
进一步的，压力传感器的供电电源为恒流源
第二方面，本发明实施例提供了一种压力传感器的温漂补偿装置，其特征在于，包括：数据获取模块，用于获取压力传感器在预设温度下每1mmHg对应的差分电压值和当前温度下的承受0mmHg压力时的差分电压值；调整模块，用于根据当前温度下的承受0mmHg压力时的差分电压值，计算当前温度下的压力调整系数；修正模块，用于根据当前温度下的压力调整系数，计算当前温度下每1mmHg对应的差分电压值；压力值计算模块，用于获取当前压力传感器的差分电压值，根据当前温度下每1mmHg对应的差分电压值，计算当前压力值。
第三方面，本发明实施例提供了电子设备，电子系统包括：处理设备和存储装置；存储装置上存储有计算机程序，计算机程序在被处理设备运行时执行如上所述的压力传感器的温漂补偿方法。
第四方面，本发明实施例提供了计算机可读存储介质，计算机可读存储介质上存储有计算机程序，其特征在于，计算机程序被处理设备运行时执行如上所述的压力传感器的温漂补偿方法的步骤。
本发明实施例提供了一种压力传感器的温漂补偿方法及装置，包括：获取压力传感器在预设温度下每1mmHg对应的差分电压值和当前温度下的承受0mmHg压力时的差分电压值；根据当前温度下的承受0mmHg压力时的差分电压值，计算当前温度下的压力调整系数；根据当前温度下的压力调整系数，计算当前温度下每1mmHg对应的差分电压值；获取当前压力传感器的差分电压值，根据当前温度下每1mmHg对应的差分电压值，计算当前压力值。通过计算压力调整系数从而对产生温漂的当前压力值进行调整，从而并不会限制对处理芯片的选型，降低使用条件的局限性，简化电路复杂程度。
本发明的其他特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本发明而了解。本发明的目的和其他优点在说明书、权利要求书以及附图中所特别指出的结构来实现和获得。
为使本发明的上述目的、特征和优点能更明显易懂，下文特举较佳实施例，并配合所附附图，作详细说明如下。
附图说明
为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明实施例提供的压力传感器恒流源结构示意图；
图2为本发明实施例提供的恒流源中惠斯通电桥结构示意图；
图3为本发明实施例提供的压力传感器的温漂补偿方法流程图；
图4为本发明实施例提供的压力传感器的温漂补偿装置结构示意图。
图标：1-数据获取模块；2-调整模块；3-修正模块；4-压力值计算模块。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
参照图1，OPA(operational amplifier，运算放大器)、1.6k电阻和惠斯通电桥构成了恒流源与PGIA(Programmable Gain INSTRUMENTATION AMPLIFIER，可编程增益仪表放大器)ADC相连。
参照图2，惠斯通电桥包括第一电阻R1、第二电阻R2、第三电阻R3和第四电阻R4。设没有外力时，R1＝R2＝R3＝R4＝R，R1和R3受外力的阻值都是R+ΔR，R2和R4受外力的阻值都是R-ΔR；则差分输出电压公式如公式(1)所示：
Figure BDA0003696635290000051
其中，V1为没有感受到压力时传感器的原始差分电压，Vin为传感器的输入电压，ΔR为压力变化值。
当输入电压源为恒流源时，假设流过传感器的恒流电流为Iref，则传感器的输入电压如公式(2)所示：
Figure BDA0003696635290000052
其中，等效电阻R1和R2串联，R3和R4串联，(R1+R2)与(R3+R4)并联。
将公式(2)带入公式(1)中，可得到恒流源下的差分输出电压，如公式(3)所示：
Figure BDA0003696635290000053
其中，V2为恒流源下的差分输出电压。
理想状况下，传感器内部惠斯通电桥可以等效为4个等效电阻，随温度升高阻值变大，随温度降低阻值变小。当温度升高ΔT度时，差分输出电压如公式(4)所示：
Figure BDA0003696635290000061
其中，V2(ΔRT)为当温度升高ΔT度时的差分输出电压，ΔRT为当温度升高ΔT度时的电阻升高值。
由公式(3)和公式(4)可知，恒流源驱动惠斯通电桥能够自动补偿惠斯通电桥的温漂。因此，在实际应用电路的恒流源本身器件受温度影响而产生的电流温漂，引起了压力传感器的差分电压变化，可以通过计算压力调整系数对升温漂的当前压力值进行调整。
为便于对本实施例进行理解，下面对本发明实施例进行详细介绍。
实施例一：
图3为本发明实施例提供的压力传感器的温漂补偿方法流程图。
参照图3，压力传感器的温漂补偿方法包括：
步骤S101，获取压力传感器在预设温度下每1mmHg对应的差分电压值和当前温度下的承受0mmHg压力时的差分电压值。
这里，压力传感器在预设温度下每1mmHg(毫米汞柱)对应的差分电压值存储于压力传感器中，当前温度下没有感受到压力时压力传感器的差分电压值由校准设备获取。
在其中一种实施方式中，获取压力传感器在预设温度下每1mmHg对应的差分电压值和当前温度下的承受0mmHg压力时的差分电压值的步骤，包括：
分别获取压力传感器在预设温度的条件下承受预设压力值时的第一差分电压和承受0mmHg压力时的第二差分电压。
其中，在没有感受到压力时，通过校准设备获取压力传感器的第二差分电压，同时记录校准设备此时的压力值为0mmHg。当校准设备充气到预设压力值(预设压力值可根据实际情况自行设置，可以为300mmHg。)时，获取此时压力传感器的第一差分电压，同时记录校准设备此时的压力值为XmmHg。
校准设备根据第一差分电压和第二差分电压，计算预设温度下每1mmHg对应的差分电压值。
根据下述公式(5)计算预设温度下每1mmHg对应的差分电压值：
Figure BDA0003696635290000071
其中，K表示压力传感器在预设温度下每1mmHg对应的差分电压值，V0(xmmHg)表示第一差分电压；V0(0mmHg)表示第二差分电压。
将校准设备测得的K值和第二差分电压存储于压力传感器中，从而完成了对压力传感器的K值标定。当产品检测到差分电压为b时，此时压力传感器的压力值为
Figure BDA0003696635290000072
步骤S102，根据当前温度下的承受0mmHg压力时的差分电压值，计算当前温度下的压力调整系数。
这里，根据标定的第二差分电压和当前温度T℃下承受0mmHg压力时的差分电压值，根据下述公式(6)计算当前温度下的K值的压力调整系数：
Figure BDA0003696635290000073
其中，W表示压力调整系数，V0T表示压力传感器在当前温度条件下承受0mmHg压力时的差分电压值。
步骤S103，根据当前温度下的压力调整系数，计算当前温度下每1mmHg对应的差分电压值。
这里，根据下述公式(7)计算当前温度下每1mmHg对应的差分电压值：
KT＝KW (7)
其中，KT表示压力传感器在当前温度下每1mmHg对应的差分电压值。
步骤S104，获取当前压力传感器的差分电压值，根据当前温度下每1mmHg对应的差分电压值，计算当前压力值。
这里，根据下述公式(8)计算当前压力值：
Figure BDA0003696635290000081
其中，FT表示当前压力值，Vb表示当前压力传感器的差分电压值。
进一步的，压力传感器的供电电源为恒流源。
本发明实施例提供了一种压力传感器的温漂补偿方法，包括：获取压力传感器在预设温度下每1mmHg对应的差分电压值和当前温度下的承受0mmHg压力时的差分电压值；根据当前温度下的承受0mmHg压力时的差分电压值，计算当前温度下的压力调整系数；根据当前温度下的压力调整系数，计算当前温度下每1mmHg对应的差分电压值；获取当前压力传感器的差分电压值，根据当前温度下每1mmHg对应的差分电压值，计算当前压力值。通过计算压力调整系数从而对产生温漂的当前压力值进行调整，从而得到无温漂影响的压力传感器准确的压力值。
实施例二：
图4为本发明实施例提供的压力传感器的温漂补偿装置结构示意图。
参照图4，压力传感器的温漂补偿装置包括：
数据获取模块1，用于获取压力传感器在预设温度下每1mmHg对应的差分电压值和当前温度下的承受0mmHg压力时的差分电压值；
调整模块2，用于根据当前温度下的承受0mmHg压力时的差分电压值，计算当前温度下的压力调整系数；
修正模块3，用于根据当前温度下的压力调整系数，计算当前温度下每1mmHg对应的差分电压值；
压力值计算模块4，用于获取当前压力传感器的差分电压值，根据当前温度下每1mmHg对应的差分电压值，计算当前压力值。
本发明实施例提供了一种压力传感器的温漂补偿装置，包括：获取压力传感器在预设温度下每1mmHg对应的差分电压值和当前温度下的承受0mmHg压力时的差分电压值；根据当前温度下的承受0mmHg压力时的差分电压值，计算当前温度下的压力调整系数；根据当前温度下的压力调整系数，计算当前温度下每1mmHg对应的差分电压值；获取当前压力传感器的差分电压值，根据当前温度下每1mmHg对应的差分电压值，计算当前压力值。通过计算压力调整系数从而对产生温漂的当前压力值进行调整，从而得到无温漂影响的压力传感器准确的压力值，降低使用条件的局限性，简化电路复杂程度。
本发明实施例还提供一种电子设备，包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，处理器执行计算机程序时实现上述实施例提供的压力传感器的温漂补偿方法的步骤。
本发明实施例还提供一种具有处理器可执行的非易失的程序代码的计算机可读介质，计算机可读介质上存储有计算机程序，计算机程序被处理器运行时执行上述实施例的压力传感器的温漂方法的步骤。
本发明实施例所提供的计算机程序产品，包括存储了程序代码的计算机可读存储介质，所述程序代码包括的指令可用于执行前面方法实施例中所述的方法，具体实现可参见方法实施例，在此不再赘述。
所属领域的技术人员可以清楚地了解到，为描述的方便和简洁，上述描述的系统和装置的具体工作过程，可以参考前述方法实施例中的对应过程，在此不再赘述。
另外，在本发明实施例的描述中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
所述功能如果以软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解，本发明的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分或者该技术方案的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)执行本发明各个实施例所述方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括：U盘、移动硬盘、只读存储器(ROM，Read-Only Memory)、随机存取存储器(RAM，Random Access Memory)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。
在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
最后应说明的是：以上所述实施例，仅为本发明的具体实施方式，用以说明本发明的技术方案，而非对其限制，本发明的保护范围并不局限于此，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，其依然可以对前述实施例所记载的技术方案进行修改或可轻易想到变化，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改、变化或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明实施例技术方案的精神和范围，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。

Claims (10)

1.一种压力传感器的温漂补偿方法，其特征在于，包括：
获取压力传感器在预设温度下每1mmHg对应的差分电压值和当前温度下的承受0mmHg压力时的差分电压值；
根据所述当前温度下的承受0mmHg压力时的差分电压值，计算当前温度下的压力调整系数；
根据所述当前温度下的压力调整系数，计算当前温度下每1mmHg对应的差分电压值；
获取当前压力传感器的差分电压值，根据所述当前温度下每1mmHg对应的差分电压值，计算当前压力值。
2.根据权利要求1所述的压力传感器的温漂补偿方法，其特征在于，所述获取压力传感器在预设温度下每1mmHg对应的差分电压值和当前温度下的承受0mmHg压力时的差分电压值的步骤，包括：
分别获取所述压力传感器在预设温度的条件下承受预设压力值时的第一差分电压和承受0mmHg压力时的第二差分电压；
根据所述第一差分电压和所述第二差分电压，计算所述预设温度下每1mmHg对应的差分电压值。
3.根据权利要求2所述的压力传感器的温漂补偿方法，其特征在于，所述根据所述第一差分电压和所述第二差分电压，计算所述预设温度下每1mmHg对应的差分电压值的步骤，包括：
根据下述公式计算所述预设温度下每1mmHg对应的差分电压值：
Figure FDA0003696635280000011
其中，K表示所述压力传感器在所述预设温度下每1mmHg对应的差分电压值，V0(xmmHg)表示所述第一差分电压；V0(0mmHg)表示所述第二差分电压。
4.根据权利要求3所述的压力传感器的温漂补偿方法，其特征在于，所述根据所述当前温度下的承受0mmHg压力时的差分电压值，计算当前温度下的压力调整系数的步骤，包括：
根据下述公式计算所述当前温度下的压力调整系数：
Figure FDA0003696635280000021
其中，W表示所述压力调整系数，V0T表示所述压力传感器在当前温度条件下承受0mmHg压力时的差分电压值。
5.根据权利要求4所述的压力传感器的温漂补偿方法，其特征在于，所述根据所述当前温度下的压力调整系数，计算当前温度下每1mmHg对应的差分电压值的步骤，包括：
根据下述公式计算所述当前温度下每1mmHg对应的差分电压值：
KT＝KW
其中，KT表示所述压力传感器在所述当前温度下每1mmHg对应的差分电压值。
6.根据权利要求5所述的压力传感器的温漂补偿方法，其特征在于，获取当前压力传感器的差分电压值，根据所述当前温度下每1mmHg对应的差分电压值，计算当前压力值的步骤，包括：
根据下述公式计算所述当前压力值：
Figure FDA0003696635280000022
其中，FT表示所述当前压力值，Vb表示所述当前压力传感器的差分电压值。
7.根据权利要求1-6任一项所述的压力传感器的温漂补偿方法，其特征在于，所述压力传感器的供电电源为恒流源。
8.一种压力传感器的温漂补偿装置，其特征在于，包括：
数据获取模块，用于获取压力传感器在预设温度下每1mmHg对应的差分电压值和当前温度下的承受0mmHg压力时的差分电压值；
调整模块，用于根据所述当前温度下的承受0mmHg压力时的差分电压值，计算当前温度下的压力调整系数；
修正模块，用于根据所述当前温度下的压力调整系数，计算当前温度下每1mmHg对应的差分电压值；
压力值计算模块，用于获取当前压力传感器的差分电压值，根据所述当前温度下每1mmHg对应的差分电压值，计算当前压力值。
9.一种电子系统，其特征在于，所述电子系统包括：处理设备和存储装置；
所述存储装置上存储有计算机程序，所述计算机程序在被所述处理设备运行时执行如权利要求1至7任一项所述的压力传感器的温漂补偿方法。
10.一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质上存储有计算机程序，其特征在于，所述计算机程序被处理设备运行时执行如权利要求1至7任一项所述的压力传感器的温漂补偿方法的步骤。
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