具有溫度補償的流體感測裝置的制作方法

專利名稱：具有溫度補償的流體感測裝置的制作方法
技術領域：
本發明涉及用于流體的測量的裝置，并且，特別地涉及使用針對該裝置預校準的溫度系數的流體感測裝置。
背景技術：
在麻醉投藥期間、在重癥監護環境中、以及在訓練程序和其它醫學測試的過程之前和期間對運動員和其他個體的身體狀況的監測中，呼吸流量測量為評估心肺功能和呼吸線路完整性提供有價值的信息。諸如流量計的壓差測量裝置常規地用于獲得呼吸流量測量。壓差測量裝置的一個用途是在CPAP (連續氣道正壓通氣(continuous positive airway pressure))治療中，可以將其用于治療阻塞性睡眠呼吸暫停(OSA)。CPAP用于將人氣道中的氣壓保持在恰好略微高于大氣壓的恒定水平(在由醫生規定的精確壓力水平)，使得坍縮的氣道通過增加的氣壓來用夾板張開。不論人處于他/她的呼吸周期的哪個點，此壓力水平理想地保持恒定。然而，當逆著增加的壓力呼氣時，一些病人會感覺到不適，并且從而可能完全放棄治療。對于這些病人，通過增加各種已知形式的壓力減輕中的任一種，能夠增強他們對于CPAP治療的低順應性。為了傳遞壓力減輕，壓力支持裝置應當恰當地確定病人何時呼氣，并且操縱與病人的整個呼吸循環恰當同步地傳遞至病人的氣道的氣壓量。壓力支持裝置使用壓差測量裝置來獲得流速的測量，使得能夠給病人傳遞正確的壓力減輕量。壓差測量裝置也可以用在其它機器中，諸如通風機、汽車發動機和內燃機，或任何使用流體的裝置。在一些壓差測量裝置中，當ΔΡ>=0時，根據公式Q=K* V (ΔΡ)來計算流速Q，而當 ΔΡ<0時，根據公式Q=-NK* V (_1*ΔΡ)來計算流速Q，其中Q是氣流流速，ΔΡ是跨限流物的口的壓力下降(或壓差)，并且K是適當的比例常數。通常，壓力傳感器與限制物操作地耦合來感測跨限制物的壓差。由于前面提到的等式的非線性，與流量低于預定閾值(例如， 在0上或接近0)時系統所能夠“看見”或分辨的變化相比，流量高于預定閾值時系統能夠 “看見”或者分辨流量中小得多的變化。即，流量信號的分辨率在流量高于預定閾值時比流量低于預定閾值時好得多。因此，當流量低于預定閾值時，諸如接近0，可能缺少流量信號的足夠分辨率。

發明內容
本發明的一個方面涉及使用溫度系數來測量流體的裝置，所述溫度系數是針對所述裝置預校準的，所述流體在所述裝置內。所述裝置包括流徑和設置在所述流徑中并且在所述流徑內產生壓差的限流部分。所述裝置還包括配置為響應所述流徑內的所述壓差來生成壓差信號的壓差傳感器和配置為感測所述壓差傳感器處或附近的溫度的溫度傳感器。所述裝置還包括放大來自所述壓差傳感器的壓差信號的差分放大器。所述裝置還包括接收來自所述壓差傳感器的信號的處理器，所述信號包括來自所述差分放大器的放大信號。基于預定的溫度系數來校正所述放大信號。所述處理器基于來自所述壓差傳感器的信號來計算流速。本發明的另一方面提供了使用溫度系數來測量流體的裝置，所述溫度系數是針對所述裝置預校準的，所述流體在所述裝置內。所述裝置包括流徑和設置在所述流徑中并且在所述流徑內產生壓差的限流部分。所述裝置中的壓差傳感器配置為基于所述流徑內的所述壓差來生成壓差信號。所述裝置中的溫度傳感器配置為感測所述壓差傳感器處或附近的環境溫度。所述裝置還包括配置為生成脈寬調制信號的處理器。所述脈寬調制信號具有基于所述預定的溫度系數、來自所述壓差傳感器的感測的第一壓差、來自所述溫度傳感器的感測的第一溫度、和來自所述溫度傳感器的感測的第二溫度而變化的占空比。在生成通過所述裝置的流體之前感測所述第一壓差和所述第一溫度。所述裝置還包括接收來自所述壓差傳感器的反映感測的第二壓差的第二壓差信號并且還接收所述脈寬調制信號的差分放大器，其中所述差分放大器基于所述第二壓差信號與所述脈寬調制信號之間的放大的差來輸出差信號，并且其中在感測了所述第一溫度和所述第一壓差信號之后感測所述第二壓差和所述第二溫度。所述裝置還包括用于接收來自所述差分放大器布置的所述放大的差信號和所述第二壓差信號并且數字化用于傳輸至所述處理器的所述放大的差和所述第二壓差信號的A-D轉換器。所述處理器使用來自所述A-D轉換器的所數字化的放大的差信號和/或所數字化的第二壓差信號來計算流速。另一方面提供了使用針對測量流體的裝置進行了預校準的溫度系數的方法。所述方法包括在流徑內產生壓差并且基于所述流徑內的所述壓差使用壓差傳感器來生成壓差信號的步驟。所述方法還包括感測在所述壓差傳感器處或附近的溫度并且放大來自所述壓差傳感器的所述壓差信號的至少部分的步驟。所述方法還包括基于來自所述壓差傳感器的信號來計算流速的步驟。基于預定的溫度系數來校正放大的信號。參照附圖考慮以下描述和所附的權利要求，本發明的這些和其它目的、特征和性質以及操作方法和結構的有關元件的功能和部分的組合和制造的經濟將會變得更加明顯， 所有的這些附圖形成此說明書的一部分，其中在不同的圖中相似的參考數字表示相應的部分。應當明白地理解的是，附圖僅是為了示例和描述的目的而不是限制本發明。此外，應當懂得，于此的任何一個實施例中所示的或所描述的結構特征也能夠用于其它實施例中。然而，應當明白地理解，附圖僅是為了示例和描述的目的而并非意在作為本發明的界限的限定。除非上下文清楚地規定，否則如用于說明書和權利要求中的單數形式的“一”包括多個指示物。


圖1是根據實施例的裝置的流量測量系統的示意圖；圖2示例了根據本發明的一個實施例的包括承載操作地耦合至處理器的傳感器的氣道適配器的呼吸線路；圖3是示出作為A-D計數的函數的流速曲線圖；圖4是示例根據實施例的對裝置進行校準以獲得溫度補償系數的方法的流程圖；圖5是示例根據實施例的實施溫度補償系數的方法的流程圖；圖6示例了根據圖1中所示的實施例的使用該裝置獲得流速的方法；以及
圖7是示例根據一個實施例的裝置的示意圖。
具體實施例方式在使用具有限制的模擬至數字轉換器分辨率的A-D轉換器來數字化用于傳輸至處理器的壓差信號的流量測量實施例中，壓力水平中的一比特或一個計數的改變可以對應于在低流量的大流量差，從而導致如上所討論的在低流量的差的流量讀取精度。為了更精確地測量通過限制物的由低于預定閾值的流量所產生的壓力下降，必須放大來自感測壓力的壓差換能器的信號以允許精確的讀取。然而，當放大來自壓差換能器的信號時，也放大了熱漂移效應。即，由于在正常操作期間裝備的內部加熱或通過外部的環境溫度的改變，壓差換能器的輸出讀數可能不同于限流物內的實際壓差。對于CPAP治療，這能夠導致可以在壓力減輕傳遞的計時中和最終傳遞的壓力減輕的量中顯現錯誤的不精確。于此公開的溫度補償系統和方法能夠用于緩解一些或所有的這些問題。圖1示意性地示出了在裝置12 (參見圖8)中使用的流量測量系統10的范例性實施例，諸如例如CPAP裝置，其中針對每個單獨的裝置預校準溫度補償系數來測量裝置12中的流量。裝置12的流量測量系統10包括具有限流部分14的流量感測系統11，限流部分 14布置在流徑16中并在流徑16內產生壓差或壓力下降。裝置12還包括配置為感測由限流部分14所產生的壓差的壓差傳感器80。限流部分14可以包括阻塞物36，其阻擋沿流徑16的呼吸流體或其它氣體或氣體混合物的部分，并且至少部分地位于壓力端口 32與壓力端口 34之間來產生其間的氣流的壓差。限流部分14和/或阻塞物36可以由廉價的、容易大規模生產的材料形成，諸如注入可塑塑料。在一些實施例中，壓力傳感器80和限流部分14可以是由美國專利申請序列號 11/805,074中所描述的類型，于此通過引用并入了該專利申請整體。也可以使用壓力限制物和壓力傳感器的其它實施例，諸如，例如美國專利序列號11/705，561中所描述的，于此通過引用并入了該專利的整體。圖2示出了根據本發明的一個實施例的設置在呼吸線路17的部分中的流量感測系統11。除其它事情外，呼吸線路17包括，第一端13、第二端15以及限流部分14。呼吸線路17的第一端13適合于將氣流傳遞至病人。例如，呼吸線路10的第一端13可以包括配置為與病人21的氣道19連通的病人接口器械。病人接口器械的一些范例可以包括，例如氣管導管、氣管切開插管或其它病人接口器械。呼吸線路17的第二端15配置為與氣源30 連通(參見圖1)。例如，氣源30可以包括環境大氣、墻氣(wall gas)、鼓風機或其它氣源。回過來參考圖1，流量感測系統11包括流徑16以及與流徑連通的兩個壓力端口 32和34。壓差傳感器80基于端口 32與34之間的壓力差來感測壓差。壓差傳感器80傳輸反映所感測的壓差的信號。在一個實施例中，壓差傳感器80可以包括橋式電路，該橋式電路包括電阻器陣列并且能夠監測壓差。例如，壓差傳感器80可以包括具有壓電電阻器的硅隔膜，其包括輸出類似于施加至壓差傳感器的壓差的電橋。可以任選地使用其它類型的壓差傳感器80。在此實施例中，裝置12的流量測量系統10還包括配置為感測在壓差傳感器80處或附近的溫度的溫度傳感器20。壓差傳感器80周圍或壓差傳感器80處的溫度可以影響壓差傳感器的輸出讀數，壓差傳感器的輸出讀數于此也稱為壓差讀數。因此，溫度傳感器20放置在壓差傳感器80處或附近來測量環境溫度或者在壓差傳感器80處或附近的物理溫度，使得可以將此測量用于補償熱漂移，稍后將對此進行更詳細描述。在一個實施例中，溫度傳感器20可以是熱敏電阻，然而能夠使用其它溫度傳感器，諸如例如溫度計、熱電堆或其它溫度感測裝置。溫度傳感器20可以是微控制器觀內的嵌入式特征并且其溫度能夠由處理器22通過I2C (內部集成電路(Inter-Integrated Circuit)通信來讀出。在一些實施例中，將溫度傳感器20分開地和操作地與微控制器28 連接。處理器22也配置為使用由壓差傳感器80感測的壓差以及對裝置12預校準的溫度補償系數來計算流速。處理器22也可以包括調制傳輸通過差分放大器或差分放大器布置M的信號的脈寬調制器。脈寬調制信號的占空比可以基于預校準的溫度補償系數以及來自壓差傳感器和溫度傳感器的讀數而變化，稍后將會更詳細地描述。使用脈寬調制信號來補償熱漂移在下文中將被稱為“粗調”或“粗校正”，并且稍后將會更詳細地描述。如于此使用的，術語“補償”不限制于值的增加、值的減少、值的百分比或值的任何數學關系或公式化。在一個實施例中，微控制器28可以包括處理器22和轉換設備沈，然而可以任選地分開地提供這些部件。在此實施例中，轉換設備沈采取A-D轉換器的形式。盡管在此實施例中處理器22示為位于微控制器觀上，計算流量的處理器或微控制器觀的其它部件可以任選地位于裝置12中的其它控制器或單元上。另外，為了此公開的目的，能夠將微處理器或裝置的任選的集合認為是單個微處理器或裝置，然而其部件可以設置為分開地和操作地互連。在部件是分開地和操作地互連的一些實施例中，只是舉例說明，可以使信號的傳輸沿計算機通信線纜或通過諸如紅外傳輸的無線傳輸來進行。此外，流量測量系統10的部件不是意在限制并且上文提到的各種部件可以是其它系統的部分。來自壓差傳感器80的電模擬信號在A/D轉換器沈中變換為用于輸入至處理器22 中的數字信號。在以軟件或固件的形式的一個或多個程序的控制下，處理器22于是可以基于由此接收的信號，采用已知原理和算法來計算呼吸流量。A/D轉換器沈可以包括“低增益信道”和“高增益信道”。如上面所提到的，當使用具有有限的模擬至數字轉換分辨率的A-D轉換器來數字化壓差信號以傳輸到處理器22時， 壓力水平的一個計數改變可以對應于在低流量處的大的流量差，從而導致在低流量處的較低的精度。同樣地，當流量低時，對壓差信號使用較高的增益來建立足夠的分辨率。換句話說，為了精確測量由通過限制物14的低流量所產生的壓差，必須放大來自壓差傳感器80的信號來允許更精確的讀數。如圖3中所示，當將“高增益信道”用于低于預定流速閾值，諸如例如低于45LPM (升每分鐘)，的流量時，每個A-D計數對應于較小的流量差。然而，也如圖3中所示，由于信號“以軌道供應(rail)”或“達到穩定狀態(plateau)”，所以“高增益信道”不能用于高于預定流速閾值的流速。在另一方面，在此實施例中“低增益信道”可以用于高于45LPM的流速。“低增益信道”對應于設置為使得最大期望范圍導致將適合A-D轉換器沈的輸入的輸入范圍內的信號的增益。在一個實施例中，壓差讀數會通過低增益信道和高增益信道進入到A-D轉換器沈中。處理器22可以選擇使用哪些信號來進行氣流流速計算——從低增益信道接收到的信號，或是從高增益信道接收到的信號，或其組合。選擇可以取決于接收到的信號的范圍和分辨率。例如，在一個實施例中，處理器22可以先分析從低增益信道接收到的信號。但是，如果由處理器確定的分辨率超出較低增益(高流量)區域，或相反不充足，則可以使用來自高增益信道的信號。如圖1中所示，裝置12也包括用于放大與低于預定閾值的壓差相關的信號的差分放大器布置M以及用于轉換由第一傳感器生成的以傳輸至處理器22的信號的轉換設備 26。差分放大器布置M可以包括差分放大器42和固定增益放大器44，然而也考慮差分放大器布置M可以任選地只是一個放大輸入信號之間的差的差分放大器部件。差分放大器 42可以配置為輸出反映兩個輸入信號之間的差的信號。在一些實施例中，差分放大器42也可以用于放大輸出信號。固定增益放大器44可以具有可以用于放大或增大從差分放大器 42接收到的信號的預定的增益級。在一些實施例中，固定增益放大器44可以以10、100或其它值的因數增大信號。盡管在此實施例中差分放大器42和固定增益放大器44是兩個部件，但是預期的是，在其它實施例中可以將差分放大器和固定增益放大器一起認為是一個差分放大器。艮口， 除了接收兩個輸入信號和傳輸信號之間的差之外，差分放大器也能夠在傳輸信號之間的差之前放大信號之間的差。差分放大器布置M的輸出是來自壓差傳感器80的信號與來自處理器22的脈寬調制信號之間的差的放大的輸出。RC濾波器40可以操作地連接到差分放大器布置M并且可以配置為將從處理器 22接收到的調制的(或脈寬調制的)信號轉換為DC信號。即，RC濾波器40可以用于將來自處理器22的數字信號轉換為用于輸入到差分放大器42中的模擬信號。RC濾波器40可以例如通過將從處理器22接收到的脈寬調制信號的脈沖串的平均值傳輸至差分放大器42來實現這個。RC濾波器40還可以用于去除噪聲或其它信號偽像。在一些實施例中，諸如數模轉換器的轉換器(未示出)操作地連接到處理器22，并且用于將來自處理器的數字信號轉換為待由差分放大器42接收的模擬信號。在一些實施例中，數模轉換器位于微控制器觀上。 在一些實施例中，數模轉換器分開地并操作地連接至微控制器觀。如上文所提到的，“高增益信道”對應于“升壓的(boosted)”或放大的信號，使得當流量或壓差接近零時能夠獲得更加精確的流速。然而，放大來自壓差傳感器80的信號時， 也放大了熱漂移效應。同樣地，能夠使用溫度補償系數來提取更精確的流量計算。在一個實施例中，能夠根據實驗獲得預定的溫度系數，并將其編程到所有的裝置 12中(基于實驗的用于所有裝置12的最佳系數或平均系數)。在另一實施例中，可以對每個單獨的裝置12獲得或校準溫度補償系數。即，裝置12可以具有存儲在諸如微控制器觀上的存儲器(未示出)的電子存儲裝置中的它自身的單獨的溫度補償系數。溫度補償系數可以在“磨合(rim-in)”時段中任選地獲得，其中新近組裝的單元“磨合”達一時間段來在電動機軸承中恰當地分布潤滑劑并潛在地清除電子控制電路中的任何初始問題。在一些實施例中，為了獲得溫度系數，在“磨合”時段的開始測量第一壓差讀數和第一溫度，也稱作“冷態”。在這種實施例中，在“磨合”時段的結束獲得第二壓差讀數和第二溫度，也稱作“熱態”。當通過裝置12生成流量時，諸如當在裝置中的相同實際壓差或流量處獲得第一壓力讀數和第二壓力讀數時，可以獲得第一壓差(或第一壓差讀數)和第一溫度的輸出以及第二壓差(或第二壓差讀數)和第二溫度的輸出。例如，在一些實施例中，在跨限流物14的第一壓力下降處(例如，在啟動或冷溫度)獲得第一壓差讀數和第一溫度。然后加熱壓差傳感器80達一時間段，直到溫度穩定。只是舉例說明，可以通過操作裝置12 (利用鼓風機30操作)達一時間段來加熱壓差傳感器80。在該時間段以后，并且在跨限流物36 的壓力下降與獲得第一壓差讀數(第一壓力下降)的時候的壓力下降相同時，獲得第二壓力讀數和第二溫度。在一個實施例中，第一壓力下降和第二壓力下降可以是零或其它一些相同的壓力下降。圖4示例了一種根據一個實施例校準特定裝置12來獲得溫度補償系數的方法46。 方法46在步驟48開始，其中使用壓差傳感器80來獲得第一壓差讀數并且通過溫度傳感器 20來測量第一溫度。在跨限流部分14的第一壓力下降處使用壓差傳感器80來獲得第一壓差讀數。在一個實施例中，在鼓風機30開啟之前并且在裝置12操作之前執行步驟48，并且換句話說，跨限流物14的壓力下降是零(從而流量是零)。在一些實施例中，在具有“冷態” 的“磨合”時段的開始作出這些測量。裝置12可以在它的存儲器中存儲這些測量結果。方法46然后進行到步驟50，其中加熱壓差傳感器80達一時間段，直到壓差傳感器附近的溫度穩定。在一些實施例中，由運轉的裝置12實現加熱。特別地，開啟包括鼓風機 30的裝置12并且通過該裝置生成流體。可以操作該裝置(和鼓風機30)，諸如，例如達一個小時、兩個小時或會加熱裝置的任何其它時間間隔。例如，可以加熱裝置12直到它達到穩定的溫度。然后關閉該裝置。作為加熱的結果，使該裝置的電子部件變暖，使得在該部件處或附近的溫度升高。方法46進行到步驟M，其中使用壓差傳感器80來獲得第二壓差讀數并且使用溫度傳感器20來測量第二溫度。當跨限流物14的壓力下降與當獲得第一壓力讀數的時候的壓力下降相同的時候，獲得第二壓差讀數。例如，當流體不連續的通過12使得壓力下降為零的時候，能夠獲得第二壓差讀數。在一些實施例中，可以在“磨合”時段的結束時或“熱態”執行這些測量。然后方法46進行到步驟56，其中獲得了溫度補償系數。可以使用以下等式(等式1. 1)計算溫度補償系數Tempi ο 二 γ'，其中TempCo=溫度補償系數，Δ P1=來自于壓差傳感器的第二壓差讀數，Δ Pci=來自于壓差傳感器的第一壓差讀數，T1=第二溫度值，以及Ttl=第一溫度值。溫度補償系數TempCo是一個溫度補償值，當已經將傳感器加熱時(從而導致輸出讀數的熱漂移)，該溫度補償值會反映來自壓差傳感器80的輸出讀數的變化。如先前所提到的，在一個實施例中，當鼓風機關閉的時候(當通過裝置生成的流體是零時)獲得了第一壓差值、第二壓差值、第一溫度和第二溫度。在裝置12已經操作了某個時間間隔之后，獲得了第二壓差值和第二溫度，該時間間隔可以足以使該裝置的明顯變暖發生。在每個裝置12處于執行方法46的校準模式之后，每個裝置可以具有稍后施加至壓差傳感器80的輸出端來補償熱漂移的它自己的預校準溫度補償系數。
在另一實施例中，能夠在除零以外的預定的恒定壓力下降處得到第一和第二讀數。在已經獲得溫度補償系數之后，可以將溫度補償系數存儲在每個裝置12的存儲器中，以稍后用于補償壓差傳感器80的壓差輸出的熱漂移。圖5示出了根據一個實施例實施溫度補償系數來補償壓差傳感器80的壓差輸出的方法58。方法58在步驟60開始，其中裝置12使其傳感器自動歸零，包括壓差傳感器80。 這可以在由鼓風機30通過流徑生成流體之前執行。然后方法58進行到步驟62，其中使用壓差傳感器80來獲得第一壓差讀數或參考壓差讀數。在此步驟期間，使用溫度傳感器20 也獲得了第一溫度或參考溫度。在此實施例中，在通過裝置12生成流體之前(在開啟鼓風機30之前)執行步驟62。方法58然后進行到步驟64，其中在常規使用期間通過裝置12生成流體(在開啟鼓風機之后)。方法58然后進行到步驟66，其中使用溫度傳感器20來測量第二溫度。第二溫度可以高于、等于或低于參考溫度。在一些情況下，由于夜間較低的環境溫度或室溫，所以第二溫度可以較低。在此步驟66中，使用壓差傳感器80也獲得了第二壓差讀數或原始壓差讀數。也可以將原始壓差讀數稱為當前壓差讀數，其是將會被補償熱漂移來計算流速的壓差讀數。同樣地，當將流體提供給病人時，可以在治療期間執行步驟66。然后方法58進行到步驟68，其中使用以下等式(等式1. 2)來獲得補償的壓差值Δ Pcomp= Δ PEaw [ Δ PEef+TempCo* (TrTEef)]，其中APc。mp=補償壓差，Δ Ptow=原始壓差值，APKef=參考壓差值，TempCo=溫度補償系數(從上文所示的等式1. 1獲得)，T1=第二溫度值(或者當前溫度值)，以及TKef=參考溫度值。在上文提到的等式的括號內發現的表達式或項ΔPKef+TempC0*(T1-Tltef)在下文中將被稱為“補償值”。補償值是在第二溫度T1處在零流量(如果在零流量獲得溫度系數)處的壓差傳感器80的估計輸出讀數。從而，通過從原始壓差值減去補償值，獲得補償熱漂移的壓差值(補償壓差值)。然后，方法58進行到步驟70，其中使用補償壓差值獲得流速。可以使用以下等式(等式1. 3)獲得流速當APc。mp ≥0 時，
權利要求
1.一種使用溫度系數來測量流體的裝置(12)，所述溫度系數是針對所述裝置預校準的，所述流體在所述裝置內，所述裝置包括流徑(16)；限流部分(14 )，設置在所述流徑中并且在所述流徑內產生壓差； 壓差傳感器(80 )，配置為基于所述流徑內的所述壓差來生成壓差信號； 溫度傳感器，配置為感測所述壓差傳感器處或附近的溫度； 差分放大器(24)，其放大來自所述壓差傳感器的壓差信號；處理器(28)，其接收包括來自所述差分放大器的所放大的信號的來自所述壓差傳感器的信號，所述處理器基于來自所述壓差傳感器的所述信號來計算流速，所放大的信號被基于預定的溫度系數進行了校正。
2.如權利要求1所述的裝置，其中，所述溫度傳感器是熱敏電阻。
3.如權利要求1所述的裝置，其中，所述壓差傳感器是換能器。
4.如權利要求1所述的裝置，其中，所述壓差放大器包括固定增益放大器。
5.如權利要求1所述的裝置，其中，所述裝置是連續氣道正壓通氣裝置、通風機或內燃機。
6.如權利要求1所述的裝置，還包括D-A轉換器，所述D-A轉換器將來自所述處理器的數字信號轉換為用于傳輸至所述差分放大器的模擬信號。
7.如權利要求1所述的裝置，還包括A-D轉換器，所述A-D轉換器將所放大的信號轉換為用于由所述處理器處理的數字信號。
8.如權利要求1所述的裝置，還包括RC濾波器，所述RC濾波器用于將從所述處理器接收的數字信號轉換為用于傳輸至所述差分放大器的模擬信號。
9.如權利要求8所述的裝置，其中，所述處理器將脈寬調制信號傳輸至所述RC濾波器。
10.如權利要求9所述的裝置，其中，所述差分放大器接收來自所述RC濾波器的所述脈寬調制信號的平均值。
11.如權利要求9所述的裝置，其中，所述處理器選擇性地使所述脈寬調制信號的占空比變化以校正所放大的信號。
12.如權利要求9所述的裝置，其中，所述處理器將所述數字信號轉換為值并且至少基于由所述轉換得到的所述值來計算補償壓差。
13.如權利要求1所述的裝置，其中，所述A-D轉換器包括高增益信道和低增益信道。
14.如權利要求13所述的裝置，其中，所放大的信號由所述高增益信道接收。
15.如權利要求13所述的裝置，其中，當流速低于預定閾值時，所述處理器處理由所述高增益信道接收的壓差信號來計算流速。
16.如權利要求13所述的裝置，其中，當流速處于或高于預定閾值時，所述處理器處理由所述低增益信道接收的壓差信號來計算流速。
17.一種使用溫度系數來測量流體的裝置(12)，所述溫度系數是針對所述裝置預校準的，所述流體在所述裝置內，所述裝置包括流徑(16)；限流部分(14 )，設置在所述流徑中并且在所述流徑內產生壓差； 壓差傳感器(80 )，配置為基于所述流徑內的所述壓差來生成壓差信號；溫度傳感器，配置為感測所述壓差傳感器處或附近的溫度；處理器(28)，配置為基于預定的溫度系數、來自所述壓差傳感器的第一壓差讀數、來自所述溫度傳感器的感測的第一溫度、和來自所述溫度傳感器的感測的第二溫度來生成輸出信號，其中在生成通過所述裝置的流體之前獲得所述第一壓差讀數和所述第一感測的溫度；差分放大器(24)，接收來自所述壓差傳感器的反映感測的第二壓差的第二壓差信號， 并且還接收來自所述處理器的所述輸出信號，其中所述差分放大器基于所述第二壓差信號與來自所述處理器的所述輸出信號之間的放大的差來輸出差信號，并且其中在生成通過所述裝置的流體時感測所述第二壓差和所述第二溫度；以及A-D轉換器，用于接收來自所述差分放大器布置的所放大的差信號和所述第二壓差信號，并且數字化所述放大的差和所述第二壓差信號用于傳輸至所述處理器，并且其中所述處理器使用來自所述A-D轉換器的所數字化的放大的差信號和/或所數字化的第二壓差信號來計算流速。
18.如權利要求17所述的裝置，其中，來自所述處理器的所述輸出信號是脈寬調制信號。
19.如權利要求18所述的裝置，其中，所述差分放大器接收所述脈沖調制信號的平均值。
20.如權利要求18所述的裝置，還包括RC濾波器，所述RC濾波器用于將從所述處理器接收的數字信號轉換為用于傳輸至所述差分放大器的模擬信號。
21.如權利要求18所述的裝置，其中，所述處理器基于所述預定的溫度系數、來自所述壓差傳感器的所述第一壓差讀數、來自所述溫度傳感器的所述感測的第一溫度和來自所述溫度傳感器的所述感測的第二溫度來選擇性地使所述脈寬調制信號的占空比變化。
22.如權利要求17所述的裝置，還包括D-A轉換器，所述D-A轉換器用于將來自所述處理器的數字信號轉換為用于傳輸至所述差分放大器的模擬信號。
23.如權利要求17所述的裝置，其中，所述溫度傳感器是熱敏電阻。
24.如權利要求17所述的裝置，其中，所述壓差傳感器是換能器。
25.如權利要求17所述的裝置，其中，所述壓差放大器包括固定增益放大器。
26.如權利要求17所述的裝置，其中，所述感測的第二溫度高于所述感測的第一溫度。
27.如權利要求17所述的裝置，其中，所述A-D轉換器包括配置為接收所放大的差信號的高增益信道。
28.如權利要求17所述的裝置，其中，所述A-D轉換器包括配置為接收所述第二壓差信號的低增益信道。
29.如權利要求27所述的裝置，其中，當流速低于預定閾值時，所述處理器處理由所述高增益信道接收的所放大的差信號來計算所述流速。
30.如權利要求觀所述的裝置，其中，當流速處于或高于預定閾值時，所述處理器處理由所述低增益信道接收的所述第二壓差信號來計算所述流速。
31.一種使用針對測量流體的裝置(12)預校準的溫度系數的方法，包括 在所述流徑(16)內產生壓差；基于所述流徑內的所述壓差，使用壓差傳感器(80)來生成壓差信號；感測在所述壓差傳感器處或附近的溫度；放大來自所述壓差傳感器的所述壓差信號的至少部分；以及基于來自所述壓差傳感器的信號來計算流速，所放大的信號被基于預定的溫度系數進行了校正。
全文摘要
一種使用來測量流體的裝置(12)，所述溫度系數是針對所述裝置預校準的，所述流體在所述裝置內。所述裝置包括壓差傳感器(80)，配置為響應于流徑(16)內的壓差來生成壓差信號；溫度傳感器，配置為感測所述壓差傳感器附近的溫度。差分放大器放大來自所述壓差傳感器的壓差信號。處理器接收來自所述壓差傳感器的信號、來自所述差分放大器的放大的信號、以及來自溫度傳感器的信號。至少基于預定溫度系數對放大的信號進行了校正，并且所述處理器基于所述壓差傳感器的所校正的表示對流速進行計算。
文檔編號G01F15/04GK102597719SQ201080050663
公開日2012年7月18日 申請日期2010年10月15日 優先權日2009年11月9日
發明者A-J·德拉什, S·A·基梅爾 申請人:皇家飛利浦電子股份有限公司