專利名稱：帶溫漂補(bǔ)償?shù)膲毫y量裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種帶溫漂補(bǔ)償?shù)膲亥珳y量裝置，屬于壓力測量裝置領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
壓カ測量裝置通常使用壓カ傳感器。常用的壓カ傳感器是一種半導(dǎo)體力學(xué)量敏感器件，通常組成電橋，其參數(shù)受溫度變化的影響很大，這種影響通常稱為溫度漂移(簡稱“溫漂”)。壓カ傳感器主要的溫漂是靈敏度溫漂和零點溫漂。文獻(xiàn)《力學(xué)量敏感器件及其應(yīng)用》((北京)科學(xué)出版社，1987)提出ー種對壓カ傳感器靈敏度溫漂進(jìn)行補(bǔ)償?shù)姆椒?，其原理是利用ニ極管在正向使用(即ニ極管正極電位高于負(fù)極)時相當(dāng)于負(fù)溫度系數(shù)的電阻的特性。如圖I所示，壓カ傳感器模塊中的壓カ傳感器激勵輸入的一端接地，另一端接至少ー個正向使用的第四ニ極管D4后接第一電源輸出端VD1。但是，通過分析或?qū)嶒灴芍?，這種接法會加劇壓カ傳感器的零點溫漂。文獻(xiàn)《壓カ傳感器的溫度補(bǔ)償》(自動化與儀表，2002年第3期)提出一種對壓力傳感器零點溫漂進(jìn)行補(bǔ)償?shù)难b置，利用單片機(jī)和溫度傳感器在整個工作溫度范圍將壓カ傳感器的零點電壓記錄于存儲器中，壓カ測量時，同時測量當(dāng)時溫度，將壓カ傳感器的輸出電壓減去存儲器中的該溫度的零點電壓，以此補(bǔ)償零點溫漂。但是，這種裝置零點溫漂補(bǔ)償沒有剔除壓カ傳感器同一壓カ下靈敏度溫漂的影響，補(bǔ)償精度不高，并且該文獻(xiàn)對該裝置關(guān)鍵部件溫度傳感器如何在較大的工作溫度范圍內(nèi)保持線性輸出和低成本沒有提出具體實現(xiàn)方案。如何設(shè)計ー種靈敏度溫漂和零點溫漂補(bǔ)償效率較高并且成本低的壓カ測量裝置，是相關(guān)技術(shù)人員努力解決的問題。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是解決靈敏度溫漂和零點溫漂補(bǔ)償效率低的問題，提供一種補(bǔ)償電路簡單、生產(chǎn)標(biāo)定容易、補(bǔ)償效果顯著、成本低廉的帶溫漂補(bǔ)償?shù)膲亥珳y量裝置。為了達(dá)到上述目的，本發(fā)明提供了一種帶溫漂補(bǔ)償?shù)膲亥珳y量裝置，包括電源/電池模塊，電源/電池模塊包括第一電源輸出端，其特征在于，所述的電源/電池模塊通過第一ニ極管與壓カ傳感器模塊的一端連接，壓カ傳感器模塊的另一端通過第二ニ極管與地連接，壓カ傳感器模塊的輸出端與放大器及A/D模塊的輸入端連接，放大器及A/D模塊的輸入端還與溫度感應(yīng)模塊的輸出端連接，放大器及A/D模塊的輸出端與信息處理模塊的輸入端連接，信息處理模塊的輸出端與壓カ測量輸出模塊連接。優(yōu)選地，所述的信息處理模塊包括溫漂補(bǔ)償數(shù)據(jù)存儲器和零點溫漂補(bǔ)償模塊。優(yōu)選地，所述的溫度感應(yīng)模塊包括至少ー個正向使用的第三ニ極管和電阻，第三ニ極管的負(fù)極與地連接，第三ニ極管的正極分別與放大器及A/D模塊和串聯(lián)電阻后的電源輸出端連接。優(yōu)選地，所述的壓力傳感器模塊的兩端分別連接至少ー個正向使用的第一ニ極管和第二ニ極管，且第一二極管的個數(shù)和第二ニ極管的個數(shù)之差不大于ー個。本發(fā)明采用分裝于壓カ傳感器激勵兩端的第一ニ極管和第二ニ極管對靈敏度溫漂補(bǔ)償，采用較寬溫度范圍輸出線性較好的ニ極管采樣溫度變化，電路簡單，元件無需挑選匹配，使生產(chǎn)標(biāo)定工作簡化容易，具有降低成本，同時達(dá)到較高的測量精度的良好效果，補(bǔ)償效果顯著。


圖I為傳統(tǒng)的用ニ極管對壓カ傳感器靈敏度溫漂補(bǔ)償?shù)慕M成示意圖；圖2為ー種帶溫漂補(bǔ)償?shù)膲亥珳y量裝置的組成示意圖。附圖標(biāo)記說明VDl為第一電源輸出端，VD2為第二電源輸出端，Dl為第一ニ極管，D2為第二ニ極管，D3為第三ニ極管，D4為第四ニ極管，R為電阻。
具體實施例方式為使本發(fā)明更明顯易懂，茲以優(yōu)選實施例，并配合附圖作詳細(xì)說明如下。以下實施例是提供給本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來實現(xiàn)和使用本發(fā)明的，但并非用以限定本發(fā)明，任何不脫離本發(fā)明的精神和范圍所作的修改，仍包括在本發(fā)明的專利保護(hù)范圍內(nèi)。本發(fā)明的保護(hù)范圍以權(quán)利要求書所界定的為準(zhǔn)。實施例I本發(fā)明為一種帶溫漂補(bǔ)償?shù)膲亥珳y量裝置，如圖2所示，為ー種帶溫漂補(bǔ)償?shù)膲毫y量裝置的組成示意圖。本實施例是ー種機(jī)油壓カ傳感器，工作溫度范圍很寬，為_40°C至+125°C，并達(dá)到較高的測量精度。壓カ傳感器模塊包括采用硅壓阻傳感器芯片的壓カ傳感器和初始調(diào)零電阻，壓カ傳感器模塊激勵輸入的兩端分別連接一個正向使用的溫漂補(bǔ)償ニ極管后再分別連接電源/電池模塊的第一電源輸出端VDl和地，即第一電源輸出端VDl接ー個溫漂補(bǔ)償?shù)谝互藰O管Dl的正極，溫漂補(bǔ)償?shù)谝互藰O管Dl的負(fù)極接壓カ傳感器模塊激勵輸入的一端，其另一端接另ー個溫漂補(bǔ)償?shù)诙藰O管D2的正極，溫漂補(bǔ)償?shù)诙藰O管D2負(fù)極接地。溫度感應(yīng)模塊由第三ニ極管D3和電阻組成，第三ニ極管D3在-40°C至+125°C溫度范圍內(nèi)正向使用，其輸出變化仍能保持較好的線性。第三ニ極管D3負(fù)極接地，正極作輸出并串聯(lián)電阻后接第二電源輸出端VD2。壓カ傳感器模塊的輸出接入放大器及A/D模塊，溫度感應(yīng)模塊的輸出也接入放大器及A/D模塊，由放大器及A/D模塊將獲得的壓カ信號及溫度信號放大后A/D轉(zhuǎn)換為數(shù)字量傳輸給信息處理模塊。信息處理模塊包括溫漂補(bǔ)償數(shù)據(jù)存儲器和零點溫漂補(bǔ)償模塊，它們的實現(xiàn)方法之ー是使用包括微控制器加編寫計算機(jī)程序?qū)崿F(xiàn)。本發(fā)明在生產(chǎn)標(biāo)定時，零點溫漂補(bǔ)償模塊會在日常大氣壓和全工作溫度范圍內(nèi)對溫度感應(yīng)模塊的輸出和壓カ傳感器模塊的輸出采樣并A/D轉(zhuǎn)換，記錄于非易失的溫漂補(bǔ)償數(shù)據(jù)存儲器，例如微控制器中的閃存(FLASH)，零點溫漂補(bǔ)償模塊讀取溫漂補(bǔ)償數(shù)據(jù)存儲器內(nèi)的數(shù)據(jù)后建立溫度和壓カ傳感器零點的關(guān)系表。本發(fā)明測量工作時，零點溫漂補(bǔ)償模塊會應(yīng)用該關(guān)系表對壓カ傳感器模塊的輸出進(jìn)行零點溫漂補(bǔ)償。溫漂補(bǔ)償?shù)谝互藰O管D1、溫漂補(bǔ)償?shù)诙藰O管D2已經(jīng)對壓カ傳感器靈敏度溫漂進(jìn)行補(bǔ)償，因此，經(jīng)靈敏度溫漂和零點溫漂補(bǔ)償后的壓カ測量值精度較高，可以通過壓カ測量輸出模塊輸出。壓カ測量輸出模塊通常包括數(shù)字信號輸出緩沖器、或者串行數(shù)據(jù)輸出ロ、或者D/A轉(zhuǎn)換器、或者PWM (脈寬調(diào)制)輸出口，分別以并行數(shù)據(jù)、串行數(shù)據(jù)、電壓/電流量、PWM信號的形式輸出壓力測量值。本發(fā)明的壓カ傳感器激勵兩端的ニ極管采用各端ー個，也可以各端多個，其總數(shù)與壓カ傳感器的靈敏度溫漂系數(shù)成正比。壓カ傳感器激勵兩端的第一ニ極管Dl的個數(shù)與第二ニ極管D2的個數(shù)盡量相等，兩者的數(shù)量之差不大于ー個，以減少由此引起的零點溫
Vtk o本發(fā)明的溫度感應(yīng)模塊的正向使用的第三ニ極管D3可以采用多個串聯(lián)，即分別將第三ニ極管D3的負(fù)極與另ー個第三ニ極管D3的正極連接，最后ー個第三ニ極管D3的負(fù)極接地，最初ー個第三ニ極管D3的正極串聯(lián)電阻R后接第二電源輸出端VD2，并且該正極作溫度感應(yīng)模塊的輸出。這樣可以增加溫度感應(yīng)模塊輸出的靈敏度。
權(quán)利要求
1.一種帶溫漂補(bǔ)償?shù)膲毫y量裝置，包括電源/電池模塊，電源/電池模塊包括第一電源輸出端(VDl)，其特征在于，所述的電源/電池模塊通過第一二極管(Dl)與壓力傳感器模塊的一端連接，壓力傳感器模塊的另一端通過第二二極管(D2)與地連接，壓力傳感器模塊的輸出端與放大器及A/D模塊的輸入端連接，放大器及A/D模塊的輸入端還與溫度感應(yīng)模塊的輸出端連接，放大器及A/D模塊的輸出端與信息處理模塊的輸入端連接，信息處理模塊的輸出端與壓力測量輸出模塊連接。
2.如權(quán)利要求I所述的一種帶溫漂補(bǔ)償?shù)膲毫y量裝置，其特征在于，所述的信息處理模塊包括溫漂補(bǔ)償數(shù)據(jù)存儲器和零點溫漂補(bǔ)償模塊。
3.如權(quán)利要求I所述的一種帶溫漂補(bǔ)償?shù)膲毫y量裝置，其特征在于，所述的溫度感應(yīng)模塊包括至少一個正向使用的第三二極管(D3)和電阻(R)，第三二極管(D3)的負(fù)極與地連接，第三二極管(D3)的正極分別與放大器及A/D模塊和串聯(lián)電阻(R)后的電源輸出端(VD2)連接。
4.如權(quán)利要求I所述的一種帶溫漂補(bǔ)償?shù)膲毫y量裝置，其特征在于，所述的壓力傳感器模塊的兩端分別連接至少一個正向使用的第一二極管(Dl)和第二二極管(D2)，且第一二極管(Dl)的個數(shù)和第二二極管(D2)的個數(shù)之差不大于一個。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種帶溫漂補(bǔ)償?shù)膲毫y量裝置，包括電源/電池模塊，電源/電池模塊包括第一電源輸出端，其特征在于，所述的電源/電池模塊通過第一二極管與壓力傳感器模塊的一端連接，壓力傳感器模塊的另一端通過第二二極管與地連接，壓力傳感器模塊的輸出端與放大器及A/D模塊的輸入端連接，放大器及A/D模塊的輸入端還與溫度感應(yīng)模塊的輸出端連接，放大器及A/D模塊的輸出端與信息處理模塊的輸入端連接，信息處理模塊的輸出端與壓力測量輸出模塊連接。本發(fā)明具有補(bǔ)償電路簡單、生產(chǎn)標(biāo)定容易、補(bǔ)償效果顯著、成本低廉等特點。
文檔編號G01L19/04GK102768096SQ201210262890
公開日2012年11月7日 申請日期2012年7月27日 優(yōu)先權(quán)日2012年7月27日
發(fā)明者夏華龍, 宋曉淵, 湯云杰, 潘日虎 申請人:上海大潮電子技術(shù)有限公司