專利名稱：帶溫漂補(bǔ)償?shù)膲毫y(cè)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(cè)量裝置，屬于壓力測(cè)量裝置領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
壓カ測(cè)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(jiǎn)稱“溫漂”)。壓カ傳感器主要的溫漂是靈敏度溫漂和零點(diǎn)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(duì)壓カ傳感器靈敏度溫漂進(jìn)行補(bǔ)償?shù)姆椒ǎ湓硎抢氓藰O管在正向使用(即ニ極管正極電位高于負(fù)極)時(shí)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(lì)輸入的一端接地，另一端接至少ー個(gè)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(guò)分析或?qū)嶒?yàn)可知，這種接法會(huì)加劇壓カ傳感器的零點(diǎn)溫漂。文獻(xiàn)《壓カ傳感器的溫度補(bǔ)償》(自動(dòng)化與儀表，2002年第3期)提出一種對(duì)壓力傳感器零點(diǎn)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(gè)工作溫度范圍將壓カ傳感器的零點(diǎn)電壓記錄于存儲(chǔ)器中，壓カ測(cè)量時(shí)，同時(shí)測(cè)量當(dāng)時(shí)溫度，將壓カ傳感器的輸出電壓減去存儲(chǔ)器中的該溫度的零點(diǎn)電壓，以此補(bǔ)償零點(diǎn)溫漂。但是，這種裝置零點(diǎn)溫漂補(bǔ)償沒(méi)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(duì)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(méi)有提出具體實(shí)現(xiàn)方案。如何設(shè)計(jì)ー種靈敏度溫漂和零點(diǎn)溫漂補(bǔ)償效率較高并且成本低的壓カ測(cè)量裝置，是相關(guān)技術(shù)人員努力解決的問(wèn)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(diǎn)溫漂補(bǔ)償效率低的問(wèn)題，提供一種補(bǔ)償電路簡(jiǎn)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(cè)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(cè)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(guò)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(guò)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(cè)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(chǔ)器和零點(diǎn)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(gè)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(gè)正向使用的第一ニ極管和第二ニ極管，且第一二極管的個(gè)數(shù)和第二ニ極管的個(gè)數(shù)之差不大于ー個(gè)。本發(fā)明采用分裝于壓カ傳感器激勵(lì)兩端的第一ニ極管和第二ニ極管對(duì)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(jiǎn)單，元件無(wú)需挑選匹配，使生產(chǎn)標(biāo)定工作簡(jiǎn)化容易，具有降低成本，同時(shí)達(dá)到較高的測(cè)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(duì)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(cè)量裝置的組成示意圖。附圖標(biāo)記說(shuō)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(shí)施例方式為使本發(fā)明更明顯易懂，茲以優(yōu)選實(shí)施例，并配合附圖作詳細(xì)說(shuō)明如下。以下實(shí)施例是提供給本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來(lái)實(shí)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(shí)施例I本發(fā)明為一種帶溫漂補(bǔ)償?shù)膲亥珳y(cè)量裝置，如圖2所示，為ー種帶溫漂補(bǔ)償?shù)膲毫y(cè)量裝置的組成示意圖。本實(shí)施例是ー種機(jī)油壓カ傳感器，工作溫度范圍很寬，為_(kāi)40°C至+125°C，并達(dá)到較高的測(cè)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(lì)輸入的兩端分別連接一個(gè)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(gè)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(lì)輸入的一端，其另一端接另ー個(gè)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(hào)及溫度信號(hào)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(chǔ)器和零點(diǎn)溫漂補(bǔ)償模塊，它們的實(shí)現(xiàn)方法之ー是使用包括微控制器加編寫計(jì)算機(jī)程序?qū)崿F(xiàn)。本發(fā)明在生產(chǎn)標(biāo)定時(shí)，零點(diǎn)溫漂補(bǔ)償模塊會(huì)在日常大氣壓和全工作溫度范圍內(nèi)對(duì)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(chǔ)器，例如微控制器中的閃存(FLASH)，零點(diǎn)溫漂補(bǔ)償模塊讀取溫漂補(bǔ)償數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器內(nèi)的數(shù)據(jù)后建立溫度和壓カ傳感器零點(diǎn)的關(guān)系表。本發(fā)明測(cè)量工作時(shí)，零點(diǎn)溫漂補(bǔ)償模塊會(huì)應(yīng)用該關(guān)系表對(duì)壓カ傳感器模塊的輸出進(jìn)行零點(diǎn)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(duì)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(diǎn)溫漂補(bǔ)償后的壓カ測(cè)量值精度較高，可以通過(guò)壓カ測(cè)量輸出模塊輸出。壓カ測(cè)量輸出模塊通常包括數(shù)字信號(hào)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(hào)的形式輸出壓力測(cè)量值。本發(fā)明的壓カ傳感器激勵(lì)兩端的ニ極管采用各端ー個(gè)，也可以各端多個(gè)，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(lì)兩端的第一ニ極管Dl的個(gè)數(shù)與第二ニ極管D2的個(gè)數(shù)盡量相等，兩者的數(shù)量之差不大于ー個(gè)，以減少由此引起的零點(diǎn)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(gè)串聯(lián)，即分別將第三ニ極管D3的負(fù)極與另ー個(gè)第三ニ極管D3的正極連接，最后ー個(gè)第三ニ極管D3的負(fù)極接地，最初ー個(gè)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(cè)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(guò)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(guò)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(cè)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(cè)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(chǔ)器和零點(diǎn)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(cè)量裝置，其特征在于，所述的溫度感應(yīng)模塊包括至少一個(gè)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(cè)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(gè)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(gè)數(shù)和第二二極管(D2)的個(gè)數(shù)之差不大于一個(gè)。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)了一種帶溫漂補(bǔ)償?shù)膲毫y(cè)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(guò)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(guò)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(cè)量輸出模塊連接。本發(fā)明具有補(bǔ)償電路簡(jiǎn)單、生產(chǎn)標(biāo)定容易、補(bǔ)償效果顯著、成本低廉等特點(diǎn)。
文檔編號(hào)G01L19/04GK102768096SQ201210262890
公開(kāi)日2012年11月7日 申請(qǐng)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(qǐng)人:上海大潮電子技術(shù)有限公司