CN202853834U - 一种带温漂补偿的压力测量装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种带温漂补偿的压力测量装置，包括电源/电池模块，电源/电池模块包括第一电源输出端，其特征在于，所述的电源/电池模块通过第一二极管与压力传感器模块的一端连接，压力传感器模块的另一端通过第二二极管与地连接，压力传感器模块的输出端与放大器及A/D模块的输入端连接，放大器及A/D模块的输入端还与温度感应模块的输出端连接，放大器及A/D模块的输出端与信息处理模块的输入端连接，信息处理模块的输出端与压力测量输出模块连接。本实用新型具有补偿电路简单、生产标定容易、补偿效果显著、成本低廉等特点。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种带温漂补偿的压力测量装置，属于压力测量装置领域。
背景技术
压力测量装置通常使用压力传感器。常用的压力传感器是一种半导体力学量敏感器件，通常组成电桥，其参数受温度变化的影响很大，这种影响通常称为温度漂移(简称“温漂”)。压力传感器主要的温漂是灵敏度温漂和零点温漂。
文献《力学量敏感器件及其应用》((北京)科学出版社，1987)提出一种对压力传感器灵敏度温漂进行补偿的方法，其原理是利用二极管在正向使用(即二极管正极电位高于负极)时相当于负温度系数的电阻的特性。如图1所示，压力传感器模块中的压力传感器激励输入的一端接地，另一端接至少一个正向使用的第四二极管D4后接第一电源输出端VD1。但是，通过分析或实验可知，这种接法会加剧压力传感器的零点温漂。
文献《压力传感器的温度补偿》(自动化与仪表，2002年第3期)提出一种对压力传感器零点温漂进行补偿的装置，利用单片机和温度传感器在整个工作温度范围将压力传感器的零点电压记录于存储器中，压力测量时，同时测量当时温度，将压力传感器的输出电压减去存储器中的该温度的零点电压，以此补偿零点温漂。但是，这种装置零点温漂补偿没有剔除压力传感器同一压力下灵敏度温漂的影响，补偿精度不高，并且该文献对该装置关键部件温度传感器如何在较大的工作温度范围内保持线性输出和低成本没有提出具体实现方案。
如何设计一种灵敏度温漂和零点温漂补偿效率较高并且成本低的压力测量装置，是相关技术人员努力解决的问题。
发明内容
本实用新型的目的是解决灵敏度温漂和零点温漂补偿效率低的问题，提供一种补偿电路简单、生产标定容易、补偿效果显著、成本低廉的带温漂补偿的压力测量装置。
为了达到上述目的，本实用新型提供了一种带温漂补偿的压力测量装置，包括电源/电池模块，电源/电池模块包括第一电源输出端，其特征在于，所述的电源/电池模块通过第一二极管与压力传感器模块的一端连接，压力传感器模块的另一端通过第二二极管与地连接，压力传感器模块的输出端与放大器及A/D模块的输入端连接，放大器及A/D模块的输入端还与温度感应模块的输出端连接，放大器及A/D模块的输出端与信息处理模块的输入端连接，信息处理模块的输出端与压力测量输出模块连接。
优选地，所述的信息处理模块包括温漂补偿数据存储器和零点温漂补偿模块。
优选地，所述的温度感应模块包括至少一个正向使用的第三二极管和电阻，第三二极管的负极与地连接，第三二极管的正极分别与放大器及A/D模块和串联电阻后的电源输出端连接。
优选地，所述的压力传感器模块的两端分别连接至少一个正向使用的第一二极管和第二二极管，且第一二极管的个数和第二二极管的个数之差不大于一个。
本实用新型采用分装于压力传感器激励两端的第一二极管和第二二极管对灵敏度温漂补偿，采用较宽温度范围输出线性较好的二极管采样温度变化，电路简单，元件无需挑选匹配，使生产标定工作简化容易，具有降低成本，同时达到较高的测量精度的良好效果，补偿效果显著。
附图说明
图1为传统的用二极管对压力传感器灵敏度温漂补偿的组成示意图；
图2为一种带温漂补偿的压力测量装置的组成示意图。
附图标记说明
VD1为第一电源输出端，VD2为第二电源输出端，D1为第一二极管，D2为第二二极管，D3为第三二极管，D4为第四二极管，R为电阻。
具体实施方式
为使本实用新型更明显易懂，兹以优选实施例，并配合附图作详细说明如下。
以下实施例是提供给本领域普通技术人员来实现和使用本实用新型的，但并非用以限定本实用新型，任何不脱离本实用新型的精神和范围所作的修改，仍包括在本实用新型的专利保护范围内。本实用新型的保护范围以权利要求书所界定的为准。
实施例1
本实用新型为一种带温漂补偿的压力测量装置，如图2所示，为一种带温漂补偿的压力测量装置的组成示意图。本实施例是一种机油压力传感器，工作温度范围很宽，为-40℃至+125℃，并达到较高的测量精度。压力传感器模块包括采用硅压阻传感器芯片的压力传感器和初始调零电阻，压力传感器模块激励输入的两端分别连接一个正向使用的温漂补偿二极管后再分别连接电源/电池模块的第一电源输出端VD1和地，即第一电源输出端VD1接一个温漂补偿第一二极管D1的正极，温漂补偿第一二极管D1的负极接压力传感器模块激励输入的一端，其另一端接另一个温漂补偿第二二极管D2的正极，温漂补偿第二二极管D2负极接地。温度感应模块由第三二极管D3和电阻组成，第三二极管D3在-40℃至+125℃温度范围内正向使用，其输出变化仍能保持较好的线性。第三二极管D3负极接地，正极作输出并串联电阻后接第二电源输出端VD2。压力传感器模块的输出接入放大器及A/D模块，温度感应模块的输出也接入放大器及A/D模块，由放大器及A/D模块将获得的压力信号及温度信号放大后A/D转换为数字量传输给信息处理模块。信息处理模块包括温漂补偿数据存储器和零点温漂补偿模块，它们的实现方法之一是使用包括微控制器加编写计算机程序实现。
本实用新型在生产标定时，零点温漂补偿模块会在日常大气压和全工作温度范围内对温度感应模块的输出和压力传感器模块的输出采样并A/D转换，记录于非易失的温漂补偿数据存储器，例如微控制器中的闪存(FLASH)，零点温漂补偿模块读取温漂补偿数据存储器内的数据后建立温度和压力传感器零点的关系表。
本实用新型测量工作时，零点温漂补偿模块会应用该关系表对压力传感器模块的输出进行零点温漂补偿。温漂补偿第一二极管D1、温漂补偿第二二极管D2已经对压力传感器灵敏度温漂进行补偿，因此，经灵敏度温漂和零点温漂补偿后的压力测量值精度较高，可以通过压力测量输出模块输出。压力测量输出模块通常包括数字信号输出缓冲器、或者串行数据输出口、或者D/A转换器、或者PWM(脉宽调制)输出口，分别以并行数据、串行数据、电压/电流量、PWM信号的形式输出压力测量值。
本实用新型的压力传感器激励两端的二极管采用各端一个，也可以各端多个，其总数与压力传感器的灵敏度温漂系数成正比。压力传感器激励两端的第一二极管D1的个数与第二二极管D2的个数尽量相等，两者的数量之差不大于一个，以减少由此引起的零点温漂。
本实用新型的温度感应模块的正向使用的第三二极管D3可以采用多个串联，即分别将第三二极管D3的负极与另一个第三二极管D3的正极连接，最后一个第三二极管D3的负极接地，最初一个第三二极管D3的正极串联电阻R后接第二电源输出端VD2，并且该正极作温度感应模块的输出。这样可以增加温度感应模块输出的灵敏度。
Claims (4)
1.一种带温漂补偿的压力测量装置，包括电源/电池模块，电源/电池模块包括第一电源输出端(VD1)，其特征在于，所述的电源/电池模块通过第一二极管(D1)与压力传感器模块的一端连接，压力传感器模块的另一端通过第二二极管(D2)与地连接，压力传感器模块的输出端与放大器及A/D模块的输入端连接，放大器及A/D模块的输入端还与温度感应模块的输出端连接，放大器及A/D模块的输出端与信息处理模块的输入端连接，信息处理模块的输出端与压力测量输出模块连接。
2.如权利要求1所述的一种带温漂补偿的压力测量装置，其特征在于，所述的信息处理模块包括温漂补偿数据存储器和零点温漂补偿模块。
3.如权利要求1所述的一种带温漂补偿的压力测量装置，其特征在于，所述的温度感应模块包括至少一个正向使用的第三二极管(D3)和电阻(R)，第三二极管(D3)的负极与地连接，第三二极管(D3)的正极分别与放大器及A/D模块和串联电阻(R)后的电源输出端(VD2)连接。
4.如权利要求1所述的一种带温漂补偿的压力测量装置，其特征在于，所述的压力传感器模块的两端分别连接至少一个正向使用的第一二极管(D1)和第二二极管(D2)，且第一二极管(D1)的个数和第二二极管(D2)的个数之差不大于一个。
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