用单片机的软件实现传感器温度误差补偿,是一种简便、有效的方法。它可以大大提高传感器的测量精度,降低测量系统电路的复杂程度,提高可靠性,降低成本。特别是如硅阻、应变片、电容式等传感器受温度影响大,使用该方法可以提高它们测量精度。目前单片机广泛使用在自动检测仪表中,使用该方法实现传感器温度误差补偿,是一条行之有效的途径。 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。 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),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。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,首先给定K个温度值,测出每个温度点上传感器静态特性曲线在u轴上的截距,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。对温度特性曲线斜率变化大的传感器,一般采用分段线性插值法。
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