一種9mm壓電激勵振動筒壓力傳感器的擬合方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明屬于傳感器擬合校準(zhǔn)的技術(shù)領(lǐng)域，具體設(shè)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(shù)】
[0002] 國內(nèi)傳統(tǒng)的18mm振動筒壓力傳感器使用24位系數(shù)多項(xiàng)式在全溫度范圍內(nèi)擬合校 準(zhǔn)；國外的電磁激勵振動筒壓力傳感器采用15位系數(shù)多項(xiàng)式在全溫度范圍內(nèi)擬合校準(zhǔn)，娃 諧振壓力傳感器采用20位系數(shù)多項(xiàng)式在全溫度范圍內(nèi)擬合校準(zhǔn)。采用18mm振動筒壓力傳感 器的24位系數(shù)多項(xiàng)式擬合校準(zhǔn)公式對9mm振動筒壓力傳感器擬合校準(zhǔn)，發(fā)現(xiàn)該校準(zhǔn)公式不 能對9mm壓電激勵振動筒壓力傳感器全溫度范圍內(nèi)進(jìn)行校準(zhǔn)，存在某些標(biāo)定點(diǎn)殘差非常大 的缺點(diǎn)；盡管去除某些溫度點(diǎn)可W采用24位系數(shù)多項(xiàng)式校準(zhǔn)公式對9mm振動筒壓力傳感器 進(jìn)行擬合校準(zhǔn)，但運(yùn)種方法嚴(yán)重影響了該產(chǎn)品的應(yīng)用范圍；另外，在研究中發(fā)現(xiàn)采用10階切 比雪夫(化ebyshev)多項(xiàng)式可W對9mm壓電激勵振動筒傳感器進(jìn)行校準(zhǔn)，但該方法給出的公 式有64位系數(shù)，并且公式復(fù)雜，計算機(jī)運(yùn)算量大;通過驗(yàn)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(zhǔn)公式均不適合用來校準(zhǔn)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(zhǔn)方法很重要。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003] 本發(fā)明為了解決現(xiàn)有的校準(zhǔn)方法不適合9mm壓電激勵振動筒壓力傳感器的擬合校 準(zhǔn)，并且嚴(yán)重影響了 9mm壓電激勵振動筒壓力傳感器應(yīng)用范圍的問題。
[0004] 本發(fā)明采用如下的技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)： 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(biāo)定系統(tǒng)對9mm壓電激勵振動筒壓力傳感器標(biāo)定，并給出標(biāo)定數(shù)據(jù)及各溫 度點(diǎn)和壓力點(diǎn)對應(yīng)的溫壓和周期； 步驟2:采用標(biāo)定數(shù)據(jù)并對傳感器進(jìn)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(biāo)定數(shù)據(jù)分段節(jié)點(diǎn)； 步驟4:采用18mm振動筒壓力傳感器已有的24位系數(shù)多項(xiàng)校準(zhǔn)公式在化REG環(huán)境中對 9mm壓電激勵振動筒壓力傳感器分段校準(zhǔn)，并分段給出校準(zhǔn)殘差和校準(zhǔn)系數(shù)，進(jìn)而完成9mm 壓電激勵振動筒壓力傳感器的擬合校準(zhǔn)。
[0005] 18mm壓電激勵振動筒壓力傳感器擬合校準(zhǔn)方式是在NLREG環(huán)境中通過直接處理標(biāo) 定數(shù)據(jù)給出已有多項(xiàng)式校準(zhǔn)公式的24位系數(shù)，多項(xiàng)式校準(zhǔn)公式為：
其中，A是與振動筒壓力傳感器性能相關(guān)的經(jīng)驗(yàn)常系數(shù)，K為校準(zhǔn)系數(shù)，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(zhǔn)過程中，首先要用標(biāo)定數(shù)據(jù)對振動筒壓力傳感器進(jìn)行頻率溫度特性分析， 根據(jù)壓力傳感器的頻率溫度特性給出標(biāo)定數(shù)據(jù)的分段點(diǎn)，然后采用已有多項(xiàng)式在化REG環(huán) 境中通過處理標(biāo)定數(shù)據(jù)給出多項(xiàng)式校準(zhǔn)公式的24位系數(shù)。在相同的已有公式下，通過分段 校準(zhǔn)，然后分段給校準(zhǔn)系數(shù)，可W有效提高振動筒壓力傳感器的校準(zhǔn)精度，而且不改變原來 公式簡單，運(yùn)算量小的特點(diǎn)。
[0006] 本發(fā)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(zhǔn)，采用本發(fā) 明去校準(zhǔn)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(zhǔn)精度，而且提高了 9mm 壓電激勵振動筒傳感器的合格率，進(jìn)一步拓展了該傳感器的應(yīng)用范圍。使該壓力傳感器不 僅應(yīng)用在一般的工業(yè)壓力測量方面，而且應(yīng)用在大氣數(shù)據(jù)和機(jī)載系統(tǒng)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(nèi)擬合校準(zhǔn)殘差圖， 圖3為去掉7(TC對其它溫度點(diǎn)擬合校準(zhǔn)殘差圖， 圖4為分段校準(zhǔn)大于等于4(TC溫度點(diǎn)校準(zhǔn)殘差圖， 圖5為分段校準(zhǔn)小于等于4(TC溫度點(diǎn)校準(zhǔn)殘差圖。
【具體實(shí)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(zhǔn)，在對標(biāo)定數(shù)據(jù)頻率溫度特性分析，對標(biāo)定數(shù)據(jù)進(jìn)行分段處理的條件下 進(jìn)行，具體步驟如下： 步驟1:采用標(biāo)定系統(tǒng)對9mm壓電激勵振動筒壓力傳感器標(biāo)定，并給出標(biāo)定數(shù)據(jù)及各溫 度點(diǎn)和壓力點(diǎn)對應(yīng)的溫壓和周期； 步驟2:采用標(biāo)定數(shù)據(jù)并對傳感器進(jìn)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(biāo)定數(shù)據(jù)分段節(jié)點(diǎn)； 步驟4:采用18mm振動筒壓力傳感器已有的24位系數(shù)多項(xiàng)校準(zhǔn)公式在化REG環(huán)境中對 9mm壓電激勵振動筒壓力傳感器分段校準(zhǔn)，并分段給出校準(zhǔn)殘差和校準(zhǔn)系數(shù)，進(jìn)而完成9mm 壓電激勵振動筒壓力傳感器的擬合校準(zhǔn)。
[0009] 實(shí)施例:采用標(biāo)定系統(tǒng)對9mm壓電激勵振動筒壓力傳感器進(jìn)行標(biāo)定，并且采集標(biāo)定 數(shù)據(jù)，表1為恒壓條件下周期隨溫度變化部分標(biāo)定數(shù)據(jù)。用標(biāo)定數(shù)據(jù)對該壓力傳感器的周期 溫度特性進(jìn)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(biāo)定數(shù)據(jù)分段節(jié)點(diǎn)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(shù)多項(xiàng)校準(zhǔn)公式在化REG環(huán)境中進(jìn)行擬合校準(zhǔn)，并且分段給出校準(zhǔn)系數(shù)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(biāo)定數(shù)據(jù)
對比方法:采用18mm壓電激勵振動筒壓力傳感器擬合校準(zhǔn)方式直接進(jìn)行校準(zhǔn)并給出殘 差圖和校準(zhǔn)系數(shù)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(zhǔn)誤差大約為80化，校準(zhǔn)精度 在全溫度全壓力范圍內(nèi)為〇.〇3%FS，圖3的校準(zhǔn)誤差大約為40化，但對70°C溫度點(diǎn)不能校 準(zhǔn)，會導(dǎo)致校準(zhǔn)精度很大。通過頻率溫度特性分析，給出分段節(jié)點(diǎn)，然后進(jìn)行分段校準(zhǔn)并給 出校準(zhǔn)殘差圖4和圖5,從圖可W看出校準(zhǔn)誤差在12化W內(nèi)，校準(zhǔn)精度在全溫度全壓力范圍 內(nèi)為0.02%FS，說明分段擬合校準(zhǔn)方法能夠有效地提高9mm振動筒壓力傳感器的擬合校準(zhǔn) 精度，進(jìn)而提高了該傳感器的應(yīng)用范圍。
【主權(quán)項(xiàng)】
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(biāo)定系統(tǒng)對9mm壓電激勵振動筒壓力傳感器標(biāo)定，并給出標(biāo)定數(shù)據(jù)及各溫 度點(diǎn)和壓力點(diǎn)對應(yīng)的溫壓和周期； 步驟2:采用標(biāo)定數(shù)據(jù)并對傳感器進(jìn)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(biāo)定數(shù)據(jù)分段節(jié)點(diǎn)； 步驟4:采用18mm振動筒壓力傳感器已有的24位系數(shù)多項(xiàng)校準(zhǔn)公式在NLREG環(huán)境中對 9mm壓電激勵振動筒壓力傳感器分段校準(zhǔn)，并分段給出校準(zhǔn)殘差和校準(zhǔn)系數(shù)，進(jìn)而完成9mm 壓電激勵振動筒壓力傳感器的擬合校準(zhǔn)。
【專利摘要】本發(fā)明屬于傳感器擬合校準(zhǔn)的技術(shù)領(lǐng)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(xiàn)有的校準(zhǔn)方法不適合9mm壓電激勵振動筒壓力傳感器的擬合校準(zhǔn)，并且嚴(yán)重影響了9mm壓電激勵振動筒壓力傳感器應(yīng)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(shù)多項(xiàng)校準(zhǔn)公式在NLREG環(huán)境中對9mm壓電激勵振動筒壓力傳感器分段校準(zhǔn)，并分段給出校準(zhǔn)殘差和校準(zhǔn)系數(shù)，進(jìn)而完成9mm壓電激勵振動筒壓力傳感器的擬合校準(zhǔn)。本發(fā)明不僅提高了該傳感器的校準(zhǔn)精度，而且提高了9mm壓電激勵振動筒傳感器的合格率，進(jìn)一步拓展了該傳感器的應(yīng)用范圍。
【IPC分類】G01L25/00
【公開號】CN105628297
【申請?zhí)枴緾N201510983868
【發(fā)明人】姚敏強(qiáng), 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