軟件補(bǔ)償是將微處理器和壓力傳感器結(jié)合，通過(guò)收集壓力傳感器的相關(guān)數(shù)據(jù)導(dǎo)入處理器，利用微處理器的處理能力，通過(guò)存儲(chǔ)于處理器中的補(bǔ)償算法對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行校準(zhǔn)處理，將校準(zhǔn)后的結(jié)果輸出。不管采用何種軟件補(bǔ)償方法，其硬件系統(tǒng)的架構(gòu)是相似的，不同的地方在于算法［13］。硬件系統(tǒng)架構(gòu)采用自主流片的 MC8051 核作為中央微處理器，考慮由于 ROMIP 價(jià)格過(guò)于昂貴，故采用外接 64 kB片外 ROM，校準(zhǔn)算法直接通過(guò)編程器燒入 ROM，整體架構(gòu)如圖 2 所示。通過(guò)在 ROM 中設(shè)定溫度閾值，根據(jù)壓力傳感器的當(dāng)前溫度選擇相應(yīng)的補(bǔ)償算法模型。

         根據(jù)多項(xiàng)式擬合#小二乘法原理，可以得到不同溫度T 下的 pn = fn ( u) ，曲線(xiàn)擬合函數(shù)通過(guò)在 MATLAB 中編程實(shí)現(xiàn)。根據(jù)標(biāo)定的數(shù)據(jù)點(diǎn)在圖 2 的分布可以看出壓力和傳感器輸出電壓呈線(xiàn)性關(guān)系。

         由標(biāo)定的數(shù)據(jù)根據(jù)上述牛頓差值和三次樣條差值原理可求得各項(xiàng)系數(shù)，#終得到 p，T，u 三者之間的函數(shù)關(guān)系表達(dá)式，即建立了補(bǔ)償算法模型。對(duì)建立的溫度補(bǔ)償算法模型進(jìn)行驗(yàn)證，低常溫段選定3 個(gè)溫度點(diǎn) 5，10，20 ℃ 進(jìn)行測(cè)試，高溫段選定 35，45，55 ℃

進(jìn)行測(cè)試。收集輸出電壓代入補(bǔ)償算法模型做溫度補(bǔ)償，得到補(bǔ)償結(jié)果。#終兩溫段校準(zhǔn)結(jié)果如表 1 所示。

         對(duì)比標(biāo)準(zhǔn)壓強(qiáng)和經(jīng)過(guò)補(bǔ)償算法校準(zhǔn)后的壓強(qiáng)可以發(fā)現(xiàn)，低常溫段測(cè)試結(jié)果的#大誤差為 0． 048 5 kPa，相對(duì)于傳感器滿(mǎn)量程的綜合誤差為

         高溫段的測(cè)試結(jié)果#大誤差為 0． 009 5 kPa，相對(duì)于傳感器滿(mǎn)量程的綜合誤差為

3、結(jié)論

 

         根據(jù)一種實(shí)際壓力傳感器，基于#小二乘法擬合和牛頓差值以及三次樣條插值算法，設(shè)計(jì)了一種有效消除溫漂的校準(zhǔn)算法，尤其適用于經(jīng)常需要在相差較大的溫度下工作的壓力傳感器校準(zhǔn)，校準(zhǔn)誤差在 0． 119 % 以?xún)?nèi)，且充分考慮了成本，硬件計(jì)算能力以及運(yùn)行速度等問(wèn)題，具有一定的實(shí)際工程應(yīng)用價(jià)值。

 

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