吊梁厂家
免费服务热线

Free service

hotline

010-00000000
吊梁厂家
热门搜索:
技术资讯
当前位置:首页 > 技术资讯

单片机传感器测量系统温度误差补偿的解决方案

发布时间:2020-07-21 17:28:00 阅读: 来源:吊梁厂家

1 引言

本文引用地址:对高精度传感器,温度误差已成为提高其性能的严重障碍,特别是在环境温度变化较大的应用场合更是如此。依靠传感器本身附加一些简单的硬件补偿措施是很困难的,目前对于一传感器测量系统已大量引入了单片机,实现自动检测和控制。因此用单片机自身的特点,利用软件来解决传感器温度误差难题是一条有效途径。

在一单片机传感器测量系统中,要解决传感器温度误差补偿问题,首先要测出传感器点的温度,该温度信号作为多路采样开关采集信号的一路送入单片机。测温元件通常是安装在传感器内靠近敏感元件的地方,用来测量传感器点的环境温度,测温元件的输出经放大及A/D转换送到单片机,单片机通过并行接口接收温度数据,并暂存温度数据。信号采样结束,单片机运行温度误差补偿程序,对传感器信号的温度误差进行补偿。对多个传感器,可用多个测温元件,常用的测温元件有半导体热敏电阻、AD950测温管、PN结二极管等。原理框图如图1。

2 建立温度误差的数学模型

温度变化给传感器实际测量带来误差,表现在传感器的输入输出特性曲线上产生非线性变化。为解决这样问题,必须使问题简单化,找出它们间的关系,建立对应的数学模型。传感器特性曲线y=f(x),如图2所示。

我们可以把该曲线按一定要求分成若干段,在此设分成n段,然后把相邻两段点之间的曲线用直线近似,这样可以利用线性方法求出输入值x所对应的输出值,这就是线性插值法。设输入值在(xi, xi+1)之间,则其对应的输出值y可由下式求得:

从上式可知,只要n取得足够大就可获得良好的精度。

若传感器的输入和输出之间的特性曲线的斜率变化很大,采用线性插值法,误差就很大,这时可采用二次曲线插值法,即通过曲线上3个点A(x0、y0),B(x1、y1),C(x2、y2)做一抛物线,用此曲线代替原来的曲线,如图3所示。曲线方程为一元二次方程,一般形式为:

y=K0+K1x+K2x2

式中K0,K1,K2为待定系数,可用曲线y=f(x)的3个点A,B,C的二元一次方程组求解,这就需要解联立方程组,计算较复杂,列出的程序也较复杂,因此可以用另外一种型式:

由此可见,利用3个已知点A,B,C的数值求出系数m0,m1,m2后,存放在相应的内存单元,然后根据某点的x值代入式(1)即可求出被测值y。

以上是对传感器建立温度误差的数学模型,用此模型可实现传感器温度补偿。

3 实现温度误差补偿的方法

首先给定K个温度值(T0,T1,T2,…,TK-1),测出每个温度点上传感器静态特性曲线在u轴上的截距(u0,u1,…,uK),每个温度点上传感器特性曲线的数据要精确,必要时应在恒温箱内进行,这需要较大的工作量,如图4所示。

接地电阻相关文章:接地电阻测试方法

重庆双眼皮医院

昆明吸脂价格

北京吸脂

上海吸脂医院

相关阅读