一种传感器开关电路参数获取和传感器标定方法与流程

本发明属于压力测量，具体涉及一种传感器开关电路参数获取和传感器标定方法。

背景技术：

1、由于压力测量所用的传感器存在温度漂移，因此一般在压力测量设备出厂前需要对传感器各温度点上的压力值进行标定，以保证设备在整个工作温度范围内的压力测量精度，目前，通用的标定方法是在整个工作温度范围内选取几个温度点，让设备工作在相应温度点的环境中，由传感器内的专用补偿芯片进行温度采样，通过给压装置为设备提供最小工作压力和最大工作压力，测量设备传感器输出数据，写入专用补偿芯片，由补偿芯片对设备采用线性算法补全测试点间的补偿数据，实现对输入压力的温度补偿。而对于有压力告警输出需求的产品，则在上述全范围补偿后，针对告警压力点对应的输出电压值搭建比较电路产生控制信号控制开关输出电路实现开关告警输出。现有开关电路的原理框图见图1，现有开关电路相关参数确定及标定流程见图2。

2、对于不同的压力传感器开关点需求，需要独立计算开关输出电路中的匹配电阻参数，导致不同的产品所用的匹配电阻、反馈电阻的规格均不相同，无法统型，不利于产品通用化设计要求；目前压力传感器采用依照压力范围需求进行全范围的数据标定，再对标定后的输出数据进行开关点的比较进行开关数据输出，导致标定后的数据输出范围相对于实际开关点的有效范围非常宽，从而导致开关输出精度损失；开关点对应的电压值往往非常规数值，且小数点后位数较长，开关点不同的电压值也不同，在提供比较基准电压时需专用电路，不利于通用化设计。

技术实现思路

1、本发明提出了一种传感器开关电路参数获取和传感器标定方法，解决现有技术中对于不同的压力传感器开关点需求，需要独立计算开关输出电路中的匹配电阻参数，且标定后的数据输出范围相对于实际开关点的有效范围非常宽，开关点对应的电压值非常规的问题。

2、本发明提供一种传感器开关电路参数获取方法，包括：

3、确定传感器开关电路的基准电压，运算放大器或比较器的供电电压以及最大输入偏执电流；

4、确定传感器标定输出电压的期望告警电压值、期望解除告警电压值；

5、根据确定的基准电压u1、期望告警电压值u2、期望解除告警电压值u3以及运算放大器或比较器的供电电压u4、运算放大器或比较器的最大输入偏执电流i，通过如下估算公式，确定出匹配电阻r1、反馈电阻r2的取值范围；

6、r1/r2≤(u1-u2)/u2

7、r1/r2≤(u3-u1)/(u4-u3)

8、r1/r2≥0

9、r1+r2≤(u4-u1)/(2i)

10、根据匹配电阻r1、反馈电阻r2的取值范围，确定匹配电阻r1、反馈电阻r2的取值。

11、可选的，确定传感器开关电路的基准电压，运算放大器或比较器的供电电压以及最大输入偏执电流，包括：

12、根据电压基准芯片输出及传感器标定电路，确定基准电压；

13、根据传感器标定电路，确定运算放大器或比较器的供电电压；

14、根据运算放大器或比较器的型号，确定最大输入偏执电流。

15、可选的，基准电压选用2.5v，运算放大器或比较器的供电电压为15v。

16、可选的，确定传感器标定输出电压的期望告警电压值、期望解除告警电压值，包括：

17、在传感器标定输出的电压范围内，确定传感器标定输出电压的期望告警电压值、期望解除告警电压值。

18、可选的，传感器标定输出的电压范围为0.5v～4.5v，期望的告警电压值为1.5v、解除告警电压值为3.5v。

19、可选的，r2为5mω，r1为680kω。

20、可选的，传感器开关电路参数获取方法还包括：

21、根据确定的电压基准u1、运算放大器或比较器的供电电压u4、匹配电阻r1阻止、反馈电阻r2阻止，结合所选的运算放大器或比较器型号参数进行开关电路的计算或仿真，得出实际传感器标定输出电压的告警电压值和解除告警电压值。

22、本发明第二方面提供一种基于上述的传感器开关电路参数获取方法的传感器标定方法，包括：

23、根据告警开关压力范围，确定告警压力值和解除告警压力值；

24、按告警压力值和解除告警压力值作为标定的最小、最大压力值与告警电压值、解除告警电压值对应，进行传感器标定，得到传感器标定输出电压。

25、本发明提出了一种传感器开关电路参数获取和传感器标定方法，具有以下优点：

26、1)对于不同的压力传感器开关点需求，均使用同一套匹配电阻及反馈电阻，有利于产品通用化设计要求；

27、2)采用告警压力值和解除告警的压力值作为标定的最小、最大压力值与已设计好的通用开关电路的告警电压值和解除告警电压值对应，使得作为比较电路输入的传感器标定输出电压在所需求的下开关点及上开关点上数据更精准，并放大了下开关点及上开关点电压值之间的跨度，提高了数据的抗干扰能力；

28、3)提前选配常用的基准电压，使得基准电压仅需通过通用的电压基准芯片直接输出或等比例分压即可得到，让电路设计更为简洁和通用化。

技术特征：

1.一种传感器开关电路参数获取方法，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述的传感器开关电路参数获取方法，其特征在于，确定传感器开关电路的基准电压，运算放大器或比较器的供电电压以及最大输入偏执电流，包括：

3.根据权利要求1所述的传感器开关电路参数获取方法，其特征在于，基准电压选用2.5v，运算放大器或比较器的供电电压为15v。

4.根据权利要求1所述的传感器开关电路参数获取方法，其特征在于，确定传感器标定输出电压的期望告警电压值、期望解除告警电压值，包括：

5.根据权利要求1所述的传感器开关电路参数获取方法，其特征在于，传感器标定输出的电压范围为0.5v～4.5v，期望的告警电压值为1.5v、解除告警电压值为3.5v。

6.根据权利要求1所述的传感器开关电路参数获取方法，其特征在于，r2为5mω，r1为680kω。

7.根据权利要求1所述的传感器开关电路参数获取方法，其特征在于，所述方法还包括：

8.一种基于权利要求7中所述的传感器开关电路参数获取方法的传感器标定方法，其特征在于，包括：

技术总结
本发明提供一种传感器开关电路参数获取和传感器标定方法，该方法包括：确定传感器开关电路的基准电压，运算放大器或比较器的供电电压以及最大输入偏执电流；确定传感器标定输出电压的期望告警电压值、期望解除告警电压值；根据确定的基准电压U1、期望告警电压值U2、期望解除告警电压值U3以及运算放大器或比较器的供电电压U4、运算放大器或比较器的最大输入偏执电流I，通过估算公式，确定出匹配电阻R1、反馈电阻R2的取值范围；根据匹配电阻R1、反馈电阻R2的取值范围，确定匹配电阻R1、反馈电阻R2的取值。对于不同的压力传感器开关点需求，均使用同一套匹配电阻及反馈电阻，有利于产品通用化设计要求。

技术研发人员：单新宇,岳明
受保护的技术使用者：太原航空仪表有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/4/7