一種9mm壓電激勵振動筒壓力傳感器的擬合方法
【技術領域】
[0001] 本發明屬于傳感器擬合校準的技術領域，具體設及一種9mm壓電激勵振動筒壓力 傳感器的擬合方法。
【背景技術】
[0002] 國內傳統的18mm振動筒壓力傳感器使用24位系數多項式在全溫度范圍內擬合校 準；國外的電磁激勵振動筒壓力傳感器采用15位系數多項式在全溫度范圍內擬合校準，娃 諧振壓力傳感器采用20位系數多項式在全溫度范圍內擬合校準。采用18mm振動筒壓力傳感 器的24位系數多項式擬合校準公式對9mm振動筒壓力傳感器擬合校準，發現該校準公式不 能對9mm壓電激勵振動筒壓力傳感器全溫度范圍內進行校準，存在某些標定點殘差非常大 的缺點；盡管去除某些溫度點可W采用24位系數多項式校準公式對9mm振動筒壓力傳感器 進行擬合校準，但運種方法嚴重影響了該產品的應用范圍；另外，在研究中發現采用10階切 比雪夫(化ebyshev)多項式可W對9mm壓電激勵振動筒傳感器進行校準，但該方法給出的公 式有64位系數，并且公式復雜，計算機運算量大;通過驗證，國外電磁激勵振動筒傳感器和 娃諧振壓力傳感器擬合校準公式均不適合用來校準9mm壓電激勵振動筒壓力傳感器。探索 研究9mm壓電激勵振動筒壓力傳感器的校準方法很重要。
【發明內容】
[0003] 本發明為了解決現有的校準方法不適合9mm壓電激勵振動筒壓力傳感器的擬合校 準，并且嚴重影響了 9mm壓電激勵振動筒壓力傳感器應用范圍的問題。
[0004] 本發明采用如下的技術方案實現： 一種9mm壓電激勵振動筒壓力傳感器的擬合方法，步驟如下： 步驟1:采用標定系統對9mm壓電激勵振動筒壓力傳感器標定，并給出標定數據及各溫 度點和壓力點對應的溫壓和周期； 步驟2:采用標定數據并對傳感器進行頻率溫度特性分析； 步驟3:通過頻率溫度特性分析并計算，給出傳感器標定數據分段節點； 步驟4:采用18mm振動筒壓力傳感器已有的24位系數多項校準公式在化REG環境中對 9mm壓電激勵振動筒壓力傳感器分段校準，并分段給出校準殘差和校準系數，進而完成9mm 壓電激勵振動筒壓力傳感器的擬合校準。
[0005] 18mm壓電激勵振動筒壓力傳感器擬合校準方式是在NLREG環境中通過直接處理標 定數據給出已有多項式校準公式的24位系數，多項式校準公式為：
其中，A是與振動筒壓力傳感器性能相關的經驗常系數，K為校準系數，隨傳感器的不同 而變化，y表示周期(US)，x表示溫壓(V)，P表示壓力化化）。在對9mm壓電激勵振動筒壓力傳 感器的擬合校準過程中，首先要用標定數據對振動筒壓力傳感器進行頻率溫度特性分析， 根據壓力傳感器的頻率溫度特性給出標定數據的分段點，然后采用已有多項式在化REG環 境中通過處理標定數據給出多項式校準公式的24位系數。在相同的已有公式下，通過分段 校準，然后分段給校準系數，可W有效提高振動筒壓力傳感器的校準精度，而且不改變原來 公式簡單，運算量小的特點。
[0006] 本發明的有益效果:適用于9mm壓電激勵振動筒壓力傳感器的擬合校準，采用本發 明去校準9mm壓電激勵振動筒壓力傳感器不僅提高了該傳感器的校準精度，而且提高了 9mm 壓電激勵振動筒傳感器的合格率，進一步拓展了該傳感器的應用范圍。使該壓力傳感器不 僅應用在一般的工業壓力測量方面，而且應用在大氣數據和機載系統高精度測量中。
【附圖說明】
[0007] 圖1恒壓條件下頻率隨溫度變化圖， 圖2為全溫度范圍內擬合校準殘差圖， 圖3為去掉7(TC對其它溫度點擬合校準殘差圖， 圖4為分段校準大于等于4(TC溫度點校準殘差圖， 圖5為分段校準小于等于4(TC溫度點校準殘差圖。
【具體實施方式】
[0008] 一種9mm壓電激勵振動筒壓力傳感器的擬合方法，適用于9mm壓電激勵振動筒壓力 傳感器的擬合校準，在對標定數據頻率溫度特性分析，對標定數據進行分段處理的條件下 進行，具體步驟如下： 步驟1:采用標定系統對9mm壓電激勵振動筒壓力傳感器標定，并給出標定數據及各溫 度點和壓力點對應的溫壓和周期； 步驟2:采用標定數據并對傳感器進行頻率溫度特性分析； 步驟3:通過頻率溫度特性分析并計算，給出傳感器標定數據分段節點； 步驟4:采用18mm振動筒壓力傳感器已有的24位系數多項校準公式在化REG環境中對 9mm壓電激勵振動筒壓力傳感器分段校準，并分段給出校準殘差和校準系數，進而完成9mm 壓電激勵振動筒壓力傳感器的擬合校準。
[0009] 實施例:采用標定系統對9mm壓電激勵振動筒壓力傳感器進行標定，并且采集標定 數據，表1為恒壓條件下周期隨溫度變化部分標定數據。用標定數據對該壓力傳感器的周期 溫度特性進行分析，并給出恒壓條件下周期隨溫度的變化如圖1，通過頻率溫度特性分析， 可W看出標定數據分段節點在溫壓為2.50V處，此處溫度為40°C，再采用18mm振動筒壓力傳 感器24位系數多項校準公式在化REG環境中進行擬合校準，并且分段給出校準系數和殘差 圖圖4和圖5。
[0010] 表1恒壓條件下周期隨溫度變化的部分標定數據
對比方法:采用18mm壓電激勵振動筒壓力傳感器擬合校準方式直接進行校準并給出殘 差圖和校準系數圖2和圖3。
[0011]比較兩種方法給出的擬合殘差圖可W看出圖2的校準誤差大約為80化，校準精度 在全溫度全壓力范圍內為〇.〇3%FS，圖3的校準誤差大約為40化，但對70°C溫度點不能校 準，會導致校準精度很大。通過頻率溫度特性分析，給出分段節點，然后進行分段校準并給 出校準殘差圖4和圖5,從圖可W看出校準誤差在12化W內，校準精度在全溫度全壓力范圍 內為0.02%FS，說明分段擬合校準方法能夠有效地提高9mm振動筒壓力傳感器的擬合校準 精度，進而提高了該傳感器的應用范圍。
【主權項】
1. 一種9mm壓電激勵振動筒壓力傳感器的擬合方法，步驟如下： 步驟1:采用標定系統對9mm壓電激勵振動筒壓力傳感器標定，并給出標定數據及各溫 度點和壓力點對應的溫壓和周期； 步驟2:采用標定數據并對傳感器進行頻率溫度特性分析； 步驟3:通過頻率溫度特性分析并計算，給出傳感器標定數據分段節點； 步驟4:采用18mm振動筒壓力傳感器已有的24位系數多項校準公式在NLREG環境中對 9mm壓電激勵振動筒壓力傳感器分段校準，并分段給出校準殘差和校準系數，進而完成9mm 壓電激勵振動筒壓力傳感器的擬合校準。
【專利摘要】本發明屬于傳感器擬合校準的技術領域，具體涉及一種9mm壓電激勵振動筒壓力傳感器的擬合方法，解決了現有的校準方法不適合9mm壓電激勵振動筒壓力傳感器的擬合校準，并且嚴重影響了9mm壓電激勵振動筒壓力傳感器應用范圍的問題。其采用18mm振動筒壓力傳感器已有的24位系數多項校準公式在NLREG環境中對9mm壓電激勵振動筒壓力傳感器分段校準，并分段給出校準殘差和校準系數，進而完成9mm壓電激勵振動筒壓力傳感器的擬合校準。本發明不僅提高了該傳感器的校準精度，而且提高了9mm壓電激勵振動筒傳感器的合格率，進一步拓展了該傳感器的應用范圍。
【IPC分類】G01L25/00
【公開號】CN105628297
【申請號】CN201510983868
【發明人】姚敏強, 康志宏, 宋繼紅, 喬璐
【申請人】太原航空儀表有限公司
【公開日】2016年6月1日
【申請日】2015年12月24日