本發(fā)明涉及計(jì)量測(cè)試技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種壓差傳感器及其校準(zhǔn)方法、校準(zhǔn)檢驗(yàn)方法。

背景技術(shù)：

壓差傳感器是指能夠用來(lái)測(cè)量?jī)蓚€(gè)壓力之間的差值的傳感器，包括但不限于單膜片、雙膜片、熱式等技術(shù)原理的壓差傳感器。壓差傳感器廣泛應(yīng)用于醫(yī)用檢測(cè)、工業(yè)自控、鐵路交通、航空航天、軍工、石化、油井、電力等眾多領(lǐng)域，基于壓差傳感器的設(shè)計(jì)原理，其在檢測(cè)的基準(zhǔn)零點(diǎn)受環(huán)境因素（如溫濕度、大氣壓、電磁干擾等）影響，會(huì)導(dǎo)致測(cè)量得到的壓差值出現(xiàn)偏離零點(diǎn)位置的情況，即出現(xiàn)零點(diǎn)漂移誤差，從而導(dǎo)致采用此傳感器的設(shè)備、系統(tǒng)出現(xiàn)不可預(yù)測(cè)的錯(cuò)誤。

本發(fā)明針對(duì)現(xiàn)有的壓差傳感器在零點(diǎn)位置容易產(chǎn)生零點(diǎn)漂移誤差的技術(shù)缺陷，提出了一種壓差傳感器，通過(guò)軟件對(duì)測(cè)量壓差值進(jìn)行動(dòng)態(tài)修正，從而無(wú)需人為輸入校準(zhǔn)參數(shù)即可實(shí)現(xiàn)對(duì)測(cè)量壓差值的實(shí)時(shí)校準(zhǔn)；此外，通過(guò)對(duì)校準(zhǔn)結(jié)果進(jìn)行檢驗(yàn)，能夠提高校準(zhǔn)的準(zhǔn)確性。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的在于提供一種壓差傳感器及其校準(zhǔn)方法、校準(zhǔn)檢驗(yàn)方法，以解決現(xiàn)有壓差傳感器容易產(chǎn)生零點(diǎn)漂移誤差的問(wèn)題。

本發(fā)明的一個(gè)目的在于提供一種壓差傳感器的校準(zhǔn)方法，用于對(duì)所述壓差傳感器的壓差檢測(cè)單元檢測(cè)到的壓差值進(jìn)行校準(zhǔn)，包括以下步驟：

s11、連續(xù)n次采集第一零點(diǎn)測(cè)量壓差值；所述第一零點(diǎn)測(cè)量壓差值為零點(diǎn)條件下由所述壓差檢測(cè)單元檢測(cè)到的壓差值，所述n為5至20；

s12、對(duì)n個(gè)第一零點(diǎn)測(cè)量壓差值進(jìn)行去噪，得n個(gè)零點(diǎn)去噪壓差值；

s13、根據(jù)n個(gè)零點(diǎn)去噪壓差值計(jì)算所述壓差傳感器的偏置量；

s14、采用所述偏置量對(duì)所述壓差檢測(cè)單元的測(cè)量壓差值進(jìn)行校準(zhǔn)，得校準(zhǔn)壓差值；所述校準(zhǔn)壓差值=測(cè)量壓差值—偏置量。

其中，所述偏置量為所述n個(gè)零點(diǎn)去噪壓差值去除一個(gè)最大值和一個(gè)最小值后的平均值。

進(jìn)一步地，連續(xù)兩次采集所述第一零點(diǎn)測(cè)量壓差值的時(shí)間間隔為250毫秒至2秒。

進(jìn)一步地，所述步驟s13包括以下步驟：

s131、由所述n個(gè)零點(diǎn)去噪壓差值計(jì)算得到一個(gè)有效壓差值；所述有效壓差值為所述n個(gè)零點(diǎn)去噪壓差值去掉一個(gè)最大值和一個(gè)最小值后的平均值；

s132、重復(fù)步驟s11、s12、s131，計(jì)算得到m個(gè)有效壓差值；所述m為10至100；

s133、根據(jù)所述m個(gè)有效壓差值計(jì)算所述壓差傳感器的偏置量；所述偏置量為所述m個(gè)有效壓差值去除一個(gè)最大值和一個(gè)最小值后的平均值。

進(jìn)一步地，對(duì)所述n個(gè)第一零點(diǎn)測(cè)量壓差值進(jìn)行采集的時(shí)間間隔為5至20毫秒。

本發(fā)明的第二個(gè)目的在于提供一種壓差傳感器的校準(zhǔn)檢驗(yàn)方法，用于對(duì)壓差傳感器校準(zhǔn)方法的準(zhǔn)確性進(jìn)行檢驗(yàn)，包括以下步驟：

s21、連續(xù)k次采集第二零點(diǎn)測(cè)量壓差值；所述第二零點(diǎn)檢驗(yàn)壓差值為零點(diǎn)條件下由所述壓差傳感器的壓差檢測(cè)單元檢測(cè)到的壓差值，所述k為50至300；

s22、由所述k個(gè)第二零點(diǎn)測(cè)量壓差值計(jì)算得到k個(gè)零點(diǎn)校準(zhǔn)壓差值，所述零點(diǎn)校準(zhǔn)壓差值=第二零點(diǎn)測(cè)量壓差值—偏置量；所述偏置量根據(jù)上述任一種壓差傳感器的校準(zhǔn)方法獲得；

s23、根據(jù)所述k個(gè)零點(diǎn)校準(zhǔn)壓差值判斷壓差傳感器校準(zhǔn)方法的準(zhǔn)確性。

進(jìn)一步地，所述步驟s23包括：

所述k個(gè)零點(diǎn)校準(zhǔn)壓差值均在容差范圍內(nèi)時(shí)，確定所述壓差傳感器的校準(zhǔn)方法準(zhǔn)確性高；所述k個(gè)零點(diǎn)校準(zhǔn)壓差值中的至少一個(gè)超出容差范圍時(shí)，確定所述壓差傳感器的校準(zhǔn)方法準(zhǔn)確性低；所述容差范圍為-2pa至2pa。

本發(fā)明的第三個(gè)目的在于提供一種壓差傳感器，包括壓差檢測(cè)單元、處理器及存儲(chǔ)介質(zhì)，其特征在于，

所述處理器接收并處理所述壓差檢測(cè)單元檢測(cè)到的壓差數(shù)據(jù)；

所述存儲(chǔ)介質(zhì)中儲(chǔ)存有多條指令，所述指令由所述處理器執(zhí)行時(shí)實(shí)現(xiàn)如上述任一種壓差傳感器的校準(zhǔn)方法的步驟。

進(jìn)一步地，所述指令被所述處理器執(zhí)行時(shí)還可以使所述處理器實(shí)現(xiàn)如上述任一種壓差傳感器的校準(zhǔn)檢驗(yàn)方法的步驟。

進(jìn)一步地，所述壓差傳感器還包括壓差顯示單元，所述壓差顯示單元用于將所述處理器處理后獲得的校準(zhǔn)壓差值進(jìn)行顯示輸出。

本發(fā)明提供的壓差傳感器，可以通過(guò)軟件對(duì)測(cè)量壓差值進(jìn)行動(dòng)態(tài)修正，無(wú)需人為輸入校準(zhǔn)參數(shù)即可實(shí)現(xiàn)對(duì)壓差傳感器測(cè)量壓差值的實(shí)時(shí)校準(zhǔn)；此外，通過(guò)對(duì)校準(zhǔn)結(jié)果進(jìn)行檢驗(yàn)，能夠提高校準(zhǔn)的準(zhǔn)確性。

附圖說(shuō)明

圖1是本發(fā)明第一實(shí)施方式中壓差傳感器的校準(zhǔn)方法的流程圖。

圖2是本發(fā)明一具體實(shí)施例中壓差傳感器的校準(zhǔn)方法的流程圖。

圖3是本發(fā)明第二實(shí)施方式中壓差傳感器的校準(zhǔn)方法的流程圖。

圖4是本發(fā)明另一具體實(shí)施例中壓差傳感器的校準(zhǔn)方法的流程圖。

圖5是本發(fā)明第三實(shí)施方式中壓差傳感器的校準(zhǔn)檢驗(yàn)方法的流程圖。

圖6是本發(fā)明又一具體實(shí)施例中壓差傳感器的校準(zhǔn)檢驗(yàn)方法的流程圖。

圖7是本發(fā)明第四實(shí)施方式中壓差傳感器的結(jié)構(gòu)框圖。

具體實(shí)施方式

為了使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案及優(yōu)點(diǎn)更加清楚明白，以下結(jié)合附圖及實(shí)施方式，對(duì)本發(fā)明進(jìn)行進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明。

如圖1所示，本發(fā)明第一實(shí)施方式提供了一種壓差傳感器的校準(zhǔn)方法，用于對(duì)所述壓差傳感器的壓差檢測(cè)單元檢測(cè)到的壓差值進(jìn)行校準(zhǔn)，包括以下步驟：

s11、連續(xù)n次采集第一零點(diǎn)測(cè)量壓差值；所述第一零點(diǎn)測(cè)量壓差值為零點(diǎn)條件由所述所述壓差檢測(cè)單元檢測(cè)到的壓差值，所述n為5至20；

s12、對(duì)n個(gè)第一零點(diǎn)測(cè)量壓差值進(jìn)行去噪，得n個(gè)零點(diǎn)去噪壓差值；

s13、根據(jù)n個(gè)零點(diǎn)去噪壓差值計(jì)算所述壓差傳感器的偏置量；

s14、采用所述偏置量對(duì)所述壓差檢測(cè)單元的測(cè)量壓差值進(jìn)行校準(zhǔn)，得校準(zhǔn)壓差值；所述校準(zhǔn)壓差值=測(cè)量壓差值—偏置量。

其中，所述零點(diǎn)條件是指設(shè)置所述壓差傳感器兩個(gè)端口處于同一壓力條件下。

針對(duì)本實(shí)施方式中對(duì)壓差值進(jìn)行n次采集的總的采集時(shí)長(zhǎng)，較佳地，設(shè)置在為3至10秒內(nèi)；即連續(xù)兩次采集的時(shí)間間隔為250毫秒至2秒。這是由于采集時(shí)長(zhǎng)過(guò)短，獲得的n個(gè)零點(diǎn)測(cè)量壓差值缺乏代表性；采集時(shí)長(zhǎng)過(guò)長(zhǎng)，則影響壓差傳感器的校準(zhǔn)效率。

針對(duì)步驟s12中對(duì)n個(gè)第一零點(diǎn)測(cè)量壓差值的去噪方法，本發(fā)明并無(wú)特殊限制，較佳的，本實(shí)施方式中采用卡爾曼濾波算法去噪。

針對(duì)所述偏置量的計(jì)算方法，本實(shí)施方式中，所述偏置量為所述n個(gè)零點(diǎn)去噪壓差值去除一個(gè)最大值和一個(gè)最小值后的平均值。

本發(fā)明一具體實(shí)施例提供了一種對(duì)壓差傳感器的校準(zhǔn)方法，其中第一零點(diǎn)測(cè)量壓差值的采集數(shù)量n為10，本方案中對(duì)10次采集的總的采集時(shí)間為3秒，連續(xù)兩次采集的時(shí)間間隔為300毫秒。

具體的，如圖2所示，本實(shí)施例壓差傳感器的校準(zhǔn)方法包括以下步驟：

s111、設(shè)置壓差傳感器零點(diǎn)條件；其中零點(diǎn)條件為設(shè)置所述壓差傳感器兩個(gè)端口處于同一壓力條件下；

s112、采集第一零點(diǎn)測(cè)量壓差值；所述第一零點(diǎn)測(cè)量壓差值為零點(diǎn)條件下由所述壓差檢測(cè)單元檢測(cè)到的壓差值；

s113、判斷采集的第一零點(diǎn)測(cè)量值的采集數(shù)量是否達(dá)到10個(gè)；當(dāng)?shù)谝涣泓c(diǎn)測(cè)量值的采集數(shù)量未達(dá)到10個(gè)時(shí)，重復(fù)步驟s112；當(dāng)?shù)谝涣泓c(diǎn)測(cè)量值的采集數(shù)量達(dá)到10個(gè)時(shí)，進(jìn)行步驟s12；

s12、對(duì)10個(gè)第一零點(diǎn)測(cè)量壓差值進(jìn)行去噪，得10個(gè)零點(diǎn)去噪壓差值；本實(shí)施例中，采用卡爾曼濾波算法對(duì)10個(gè)第一零點(diǎn)測(cè)量壓差值進(jìn)行去噪；

s13、根據(jù)10個(gè)零點(diǎn)去噪壓差值計(jì)算所述壓差傳感器的偏置量；本實(shí)施例中，所述偏置量為10個(gè)零點(diǎn)去噪壓差值去除一個(gè)最大值和一個(gè)最小值后的平均值；

s14、采用所述偏置量對(duì)所述壓差檢測(cè)單元的測(cè)量壓差值進(jìn)行校準(zhǔn)，得校準(zhǔn)壓差值；所述校準(zhǔn)壓差值=測(cè)量壓差值—偏置量。

如圖3所示，本發(fā)明第二實(shí)施方式提供了一種壓差傳感器的校準(zhǔn)方法，用于對(duì)所述壓差傳感器的壓差檢測(cè)單元檢測(cè)到的壓差值進(jìn)行校準(zhǔn)，包括以下步驟：

s11、連續(xù)n次采集第一零點(diǎn)測(cè)量壓差值；所述第一零點(diǎn)測(cè)量壓差值為零點(diǎn)條件下由所述壓差檢測(cè)單元檢測(cè)到的壓差值，所述n為5至20；

s12、對(duì)n個(gè)第一零點(diǎn)測(cè)量壓差值進(jìn)行去噪，得n個(gè)零點(diǎn)去噪壓差值；

s131、由所述n個(gè)零點(diǎn)去噪壓差值計(jì)算得到一個(gè)有效壓差值；所述有效壓差值為所述n個(gè)零點(diǎn)去噪壓差值去掉一個(gè)最大值和一個(gè)最小值后的平均值；

s132、計(jì)算得m個(gè)有效壓差值；所述m為10至100；

s133、根據(jù)所述m個(gè)有效壓差值計(jì)算所述壓差傳感器的偏置量；所述偏置量為所述m個(gè)有效壓差值去除一個(gè)最大值和一個(gè)最小值后的平均值；

s14、采用所述偏置量對(duì)所述壓差檢測(cè)單元的測(cè)量壓差值進(jìn)行校準(zhǔn)，得校準(zhǔn)壓差值；所述校準(zhǔn)壓差值=測(cè)量壓差值—偏置量。

需要說(shuō)明的是，與第一實(shí)施方式相比，本實(shí)施方式中連續(xù)n次采集第一零點(diǎn)測(cè)量壓差值的步驟共進(jìn)行了m次，在維持總的采集時(shí)長(zhǎng)為3至10秒，連續(xù)兩次采集的時(shí)間間隔約為5至20毫秒。

本實(shí)施方式與第一實(shí)施方式的校準(zhǔn)方法相比，對(duì)第一零點(diǎn)測(cè)量壓差值的采集數(shù)量增多，同時(shí)還經(jīng)過(guò)多次去噪和計(jì)算，從而使得偏置量的計(jì)算更精確。

本發(fā)明另一具體實(shí)施例提供了一種對(duì)壓差傳感器的校準(zhǔn)方法，其中第一零點(diǎn)測(cè)量壓差值的采集總時(shí)長(zhǎng)為3秒；采集的時(shí)間間隔為10毫秒；n為10，m為30。

具體的，如圖4所示，本實(shí)施例壓差傳感器的校準(zhǔn)方法包括以下步驟：

s111、設(shè)置壓差傳感器零點(diǎn)條件；其中零點(diǎn)條件為設(shè)置所述壓差傳感器兩個(gè)端口處于同一壓力條件下；

s112、采集第一零點(diǎn)測(cè)量壓差值；所述第一零點(diǎn)測(cè)量壓差值為零點(diǎn)條件下由所述壓差檢測(cè)單元檢測(cè)到的壓差值；

s113、判斷采集的第一零點(diǎn)測(cè)量值的采集數(shù)量是否達(dá)到10個(gè)；當(dāng)?shù)谝涣泓c(diǎn)測(cè)量值的采集數(shù)量未達(dá)到10個(gè)時(shí)，重復(fù)步驟s112；當(dāng)?shù)谝涣泓c(diǎn)測(cè)量值的采集數(shù)量達(dá)到10個(gè)時(shí)，進(jìn)行步驟s12；

s12、對(duì)10個(gè)第一零點(diǎn)測(cè)量壓差值進(jìn)行去噪，得10個(gè)零點(diǎn)去噪壓差值；本實(shí)施例中，采用卡爾曼濾波算法對(duì)10個(gè)第一零點(diǎn)測(cè)量壓差值進(jìn)行去噪；

s131、由10個(gè)零點(diǎn)去噪壓差值計(jì)算得到一個(gè)有效壓差值；所述有效壓差值為10個(gè)零點(diǎn)去噪壓差值去掉一個(gè)最大值和一個(gè)最小值后的平均值；

s132、判斷有效壓差值的數(shù)量是否達(dá)到30個(gè)；當(dāng)有效壓差值的數(shù)量未達(dá)30個(gè)時(shí)，重復(fù)步驟s112、s113、s12和s131；當(dāng)有效壓差值的數(shù)量達(dá)到30個(gè)時(shí)，進(jìn)行步驟s133；

s133、根據(jù)所述30個(gè)有效壓差值計(jì)算所述壓差傳感器的偏置量；所述偏置量為30個(gè)有效壓差值去除一個(gè)最大值和一個(gè)最小值后的平均值；

s14、采用所述偏置量對(duì)所述壓差檢測(cè)單元的測(cè)量壓差值進(jìn)行校準(zhǔn)，得校準(zhǔn)壓差值；所述校準(zhǔn)壓差值=測(cè)量壓差值—偏置量。

如圖5所示，本發(fā)明第三實(shí)施方式提供了一種壓差傳感器的校準(zhǔn)檢驗(yàn)方法，用于對(duì)壓差傳感器校準(zhǔn)方法的準(zhǔn)確性進(jìn)行檢驗(yàn)，包括以下步驟：

s21、連續(xù)k次采集第二零點(diǎn)測(cè)量壓差值；所述第二零點(diǎn)檢驗(yàn)壓差值為零點(diǎn)條件下由所述壓差傳感器的壓差檢測(cè)單元檢測(cè)到的壓差值，所述k為50至300；

s22、由所述k個(gè)第二零點(diǎn)測(cè)量壓差值計(jì)算得到k個(gè)零點(diǎn)校準(zhǔn)壓差值，所述零點(diǎn)校準(zhǔn)壓差值=第二零點(diǎn)測(cè)量壓差值—偏置量；所述偏置量根據(jù)上述任一種壓差傳感器的校準(zhǔn)方法獲得；

s23、根據(jù)所述k個(gè)零點(diǎn)校準(zhǔn)壓差值判斷壓差傳感器校準(zhǔn)方法的準(zhǔn)確性。

需要說(shuō)明的是，所述第二零點(diǎn)測(cè)量壓差值與所述第一零點(diǎn)測(cè)量壓差值的采集時(shí)間不同。

針對(duì)k的值，所述k的與對(duì)第二零點(diǎn)測(cè)量壓差值的總的采集時(shí)長(zhǎng)和相鄰兩側(cè)采集時(shí)間間隔有關(guān)；較佳地，對(duì)第二零點(diǎn)測(cè)量壓差值的采集時(shí)長(zhǎng)為1至3秒；采集時(shí)間間隔為10至60毫秒。

本方案步驟簡(jiǎn)單，能夠?qū)翰顐鞲衅餍?zhǔn)方法的準(zhǔn)確性進(jìn)行判斷，從而有效提高了對(duì)壓差傳感器校準(zhǔn)的準(zhǔn)確性。

本發(fā)明又一具體實(shí)施例提供了一種對(duì)壓差傳感器的校準(zhǔn)檢驗(yàn)方法，本實(shí)施例中，采集時(shí)長(zhǎng)為1秒，采集時(shí)間間隔為10毫秒，k為100。

具體的，如圖6所示，包括以下步驟：

s211、設(shè)置壓差傳感器零點(diǎn)條件；其中零點(diǎn)條件為設(shè)置所述壓差傳感器兩個(gè)端口處于同一壓力條件下；

s212、采集第二零點(diǎn)測(cè)量壓差值；所述第二零點(diǎn)測(cè)量壓差值為零點(diǎn)條件下由所述壓差傳感器的壓差檢測(cè)單元檢測(cè)到的壓差值；

s221、根據(jù)第二零點(diǎn)測(cè)量壓差值計(jì)算零點(diǎn)校準(zhǔn)壓差值；其中零點(diǎn)校準(zhǔn)壓差值=第二零點(diǎn)測(cè)量壓差值—偏置量；所述偏置量根據(jù)上述任一種壓差傳感器的校準(zhǔn)方法獲得；

s222、判斷零點(diǎn)校準(zhǔn)壓差值的數(shù)量是否達(dá)到100個(gè)；當(dāng)零點(diǎn)校準(zhǔn)壓差值的數(shù)量未達(dá)到100個(gè)時(shí)，重復(fù)步驟s212和s221；當(dāng)零點(diǎn)校準(zhǔn)壓差值的數(shù)量達(dá)到100個(gè)時(shí)，進(jìn)行步驟s23；

s23、判斷100個(gè)零點(diǎn)校準(zhǔn)壓差值是否均在容差范圍；當(dāng)100個(gè)零點(diǎn)校準(zhǔn)壓差值均在容差范圍內(nèi)時(shí)，確定所述壓差傳感器的校準(zhǔn)方法準(zhǔn)確性高；當(dāng)所述100個(gè)零點(diǎn)校準(zhǔn)值中的至少一個(gè)超出容差范圍時(shí)，確定所述壓差傳感器的校準(zhǔn)方法準(zhǔn)確性低；所述容差范圍為-2pa至2pa。

需要說(shuō)明的是，容差范圍的確定需要考慮待校準(zhǔn)壓差傳感器的分辨率、使用該傳感器的設(shè)備等因素，較佳的，容差范圍在-2pa至2pa具有較好的適用性。

針對(duì)確定所述壓差傳感器的校準(zhǔn)方法準(zhǔn)確性低的情況下，通常需要檢查壓差傳感器是否正確設(shè)置了零點(diǎn)條件，傳感器是否存在故障問(wèn)題，然后再重新進(jìn)行校準(zhǔn)。

如圖7所示，本發(fā)明第四實(shí)施方式提供了一種壓差傳感器，包括壓差檢測(cè)單元、處理器及存儲(chǔ)介質(zhì)；所述處理器接收并處理所述壓差檢測(cè)單元檢測(cè)到的壓差數(shù)據(jù)；

所述存儲(chǔ)介質(zhì)中儲(chǔ)存有多條指令，所述指令由所述處理器執(zhí)行時(shí)實(shí)現(xiàn)上述任一種所述壓差傳感器的校準(zhǔn)方法的步驟。

本實(shí)施方式提供的壓差傳感器，通過(guò)處理器自動(dòng)執(zhí)行存儲(chǔ)介質(zhì)中儲(chǔ)存的指令，從而可以自動(dòng)實(shí)現(xiàn)對(duì)壓差檢測(cè)單元的校準(zhǔn)。

進(jìn)一步地，所述指令被所述處理器執(zhí)行時(shí)還可以使所述處理器實(shí)現(xiàn)上述任一種壓差傳感器的校準(zhǔn)檢驗(yàn)方法的步驟。本方案的壓差傳感器能夠?qū)π?zhǔn)結(jié)果進(jìn)行驗(yàn)證，提高了壓差傳感器校準(zhǔn)的準(zhǔn)確性。

進(jìn)一步地，所述壓差傳感器還包括壓差顯示單元，所述壓差顯示單元用于將所述處理器處理后獲得的校準(zhǔn)壓差值進(jìn)行顯示輸出。

以上所述僅為本發(fā)明的較佳實(shí)施方式而已，并不用以限制本發(fā)明，凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)所作的任何修改、等同替換和改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。