本發明屬于傳感器，具體涉及一種壓力傳感器動態標定方法和裝置。

背景技術：

1、硅諧振壓力傳感器是目前測量精度最高的壓力傳感器之一，其綜合精度傳感器優于0.02％fs。硅諧振壓力傳感器采用諧振器與壓力敏感膜片復合工作的測量方式，當壓力作用于膜片，導致雙端固定于膜片的諧振器的頻率發生改變，從而用于表征壓力的大小。

2、硅諧振壓力傳感器是以諧振器作為敏感元件，壓力信號輸入，頻率信號輸出，同時對溫度信號敏感，因此為消除溫度影響，傳感器內部設計溫度敏感器件測量溫度，通過對傳感器全溫度、全壓力范圍內進行標定，將標定獲得的壓力信號、溫度信號進行按照一定算法進行數據擬合形成壓力、溫度函數關系式，從而得出輸出的頻率信號與輸入的壓力信號的對應關系。

3、硅諧振壓力傳感器標定采用靜態標定方法，標定模型見圖1。具體為：在傳感器工作溫度范圍、工作壓力范圍內，選取n個(一般10～15，含上下限溫度點,)溫度標定點、m個壓力點(含一般11～15，含上下限壓力點)，要求在每個溫度點恒溫條件下進行3次壓力循環測試。按照選定溫度點從高到低或從低到高依次完成n個選定溫度恒溫條件下的壓力循環標定，獲得(n×m×6)組標定數據，對數據進行歸一化處理、數據平均和數據曲面擬合，得到傳感器標定壓力、溫度和輸出信號的征函數關系式。圖1中t1～tn為標定溫度點，t1為溫度下限，tn為溫度上限；t1～tn為單個溫度點標定壓力循環所需的時間。

4、該方法中單個溫度壓力標定，通常耗時5h～6h，完成一次標定耗時55h～90h,標定時間長，效率低。

技術實現思路

1、本發明提供一種壓力傳感器動態標定方法和裝置，解決現有方法中單個溫度壓力標定時間長，效率低的問題。

2、本發明提供一種壓力傳感器動態標定方法，包括：

3、1)將待測壓力傳感器安裝在測試架上的壓力管路中，在壓力管路放置標準壓力傳感器，用于實時監測壓力管路中的實際壓力；

4、2)將測試架放置于高低溫試驗箱中，測試架與壓力基準連接，根據待測壓力傳感器工作上下限溫度設置高低溫試驗箱的起始溫度和終止溫度，并設置上下限溫度點的保溫時間；

5、3)設置預設壓力測試點，高低溫試驗箱的溫度變化速率和循環次數，啟動高低溫試驗箱；

6、4)通過壓力基準逐一為待測壓力傳感器給定壓力，在每個預設壓力測試點停留10s，通過測試管路中的標準壓力傳感器記錄實時壓力，同時采集當前壓力下的待測壓力傳感器輸出信號，將上述壓力值和輸出信號進行一一記錄；

7、5)再次執行步驟4)，直至高低溫試驗箱的循環結束；

8、6)將上述所有數據匯總，按照高次公式進行數據曲面擬合，得到傳感器擬合參數，完成動態標定。

9、可選的，測試架管道采用對稱式設計，多個被測傳感器對稱布置在測試架管道中。

10、可選的，在位于中心的測試架管道中放置標準壓力傳感器。

11、可選的，高低溫試驗箱的起始溫度和終止溫度比傳感器工作上下限溫度拓寬2～5℃。

12、可選的，根據傳感器溫度響應能力設置上下限溫度點的保溫時間。

13、可選的，保溫時間為0.5h～1h。

14、可選的，高低溫試驗箱的溫度變化速率不大于3℃/min，循環次數為1～3次。

15、本發明第二方面提供一種壓力傳感器動態標定裝置，用于執行如第一方面中任一項所述的方法。

16、本發明提供一種壓力傳感器動態標定方法和裝置，可有效縮短硅諧振壓力傳感器生產過程中標定時間，提升傳感器的標定效率。還可以應用于其他壓力傳感器。

技術特征：

1.一種壓力傳感器動態標定方法，其特征在于，包括：

2.根據權利要求1所述的壓力傳感器動態標定方法，其特征在于，測試架管道采用對稱式設計，多個被測傳感器對稱布置在測試架管道中。

3.根據權利要求2所述的壓力傳感器動態標定方法，其特征在于，在位于中心的測試架管道中放置標準壓力傳感器。

4.根據權利要求1所述的壓力傳感器動態標定方法，其特征在于，高低溫試驗箱的起始溫度和終止溫度比傳感器工作上下限溫度拓寬2～5℃。

5.根據權利要求1所述的壓力傳感器動態標定方法，其特征在于，根據傳感器溫度響應能力設置上下限溫度點的保溫時間。

6.根據權利要求5所述的壓力傳感器動態標定方法，其特征在于，保溫時間為0.5h～1h。

7.根據權利要求1所述的壓力傳感器動態標定方法，其特征在于，高低溫試驗箱的溫度變化速率不大于3℃/min，循環次數為1～3次。

8.一種壓力傳感器動態標定裝置，其特征在于，用于執行如權利要求1-7中任一項所述的方法。

技術總結
本發明提供一種壓力傳感器動態標定方法和裝置，該方法包括：1)將待測壓力傳感器安裝在測試架上的壓力管路中，在壓力管路放置標準壓力傳感器，用于實時監測壓力管路中的實際壓力；2)將測試架放置于高低溫試驗箱中，測試架與壓力基準連接，根據待測壓力傳感器工作上下限溫度設置高低溫試驗箱的起始溫度和終止溫度，并設置上下限溫度點的保溫時間；3)設置預設壓力測試點，高低溫試驗箱的溫度變化速率和循環次數，啟動高低溫試驗箱；4)通過壓力基準逐一為待測壓力傳感器給定壓力，在每個預設壓力測試點停留10s，通過測試管路中的標準壓力傳感器記錄實時壓力，同時采集當前壓力下的待測壓力傳感器輸出信號，將上述壓力值和輸出信號進行一一記錄；5)再次執行步驟4)，直至高低溫試驗箱的循環結束；6)將上述所有數據匯總，按照高次公式進行數據曲面擬合，得到傳感器擬合參數，完成動態標定。可有效縮短硅諧振壓力傳感器生產過程中標定時間，提升傳感器的標定效率。還可以應用于其他壓力傳感器。

技術研發人員：李拉兔,張中飛,張敏祥,曹曉婷,班瑞鳳
受保護的技術使用者：太原航空儀表有限公司
技術研發日：
技術公布日：2025/4/28