基于傳感器和放大電路分離技術(shù)的環(huán)境壓力檢測(cè)設(shè)計(jì)
2. 3 模型識(shí)別
基于上述思想,若已知輸入、輸出信號(hào), 可通過(guò)曲線擬合及線性回歸法得出RC。對(duì)式(3) 進(jìn)行擬合,在擬合過(guò)程中, 加入一定的白噪聲。若R = 1000 Ω,電容C = 50 p F ,則擬合曲線如圖4 所示。
擬合參數(shù)最大時(shí)為5. 037 ×10 - 8 ,最大相對(duì)誤差為0. 78 %。當(dāng)溫度變化時(shí),金屬鉑電阻值發(fā)生變化,在不同的溫度下擬合的電容值和溫度的關(guān)系如表1 所示(加入1 %的白噪聲) 。
從表1 可見(jiàn),擬合的電容誤差小于1 %。由此可見(jiàn),在不同的時(shí)刻測(cè)得UO ( t) ,通過(guò)曲線擬合得出參數(shù)RC。再給電路加小信號(hào)直流電源,測(cè)出R 值,即求得C ,通過(guò)C 值則可知被測(cè)環(huán)境的壓力。
圖5為350 ℃時(shí),不同的壓力所對(duì)應(yīng)的電容的理論值和實(shí)驗(yàn)值,從實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)(表2) 可得,在測(cè)壓的過(guò)程中,利用模型識(shí)別的方法,誤差較小,其測(cè)壓誤差小于2 %。
3 結(jié)束語(yǔ)
基于模型識(shí)別技術(shù)的高溫微型壓力傳感器電路簡(jiǎn)單、工藝成本較低、體積小、可批量生產(chǎn)、準(zhǔn)確度高。
該傳感器避免了電阻式高溫壓力傳感器的自補(bǔ)償電路在高溫環(huán)境下工作時(shí)熱靈敏度漂移引起的誤差,也避免了其它電容式高溫壓力傳感器非線性補(bǔ)償電路在高溫環(huán)境下工作。該傳感器適合在各種高溫環(huán)境下測(cè)量氣體或液體的壓力。
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