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专利名称：压力传感器系统标定电路及标定方法
技术领域：
本发明涉及压力传感器技术领域，具体来说，本发明涉及一种压力传感器系统标 定电路及标定方法。
背景技术：
一般地，压力传感器在使用之前需要进行系统标定，以确保适当的量程范围。图1 为现有技术的一个压力传感器应用系统的示意图，如图所示，该压力传感器应用系统可以 包括压力传感器101、数据处理及系统控制部分103、多个电位器105、107、109、111和仪表 放大器112。其中，仪表放大器112受偏置电压的控制，用于将压力传感器101的正输入、 负输入的差分值放大。数据处理及系统控制部分103可以包括模数转换器113和单片机核 115，模数转换器113用于将仪表放大器112的输出信号转换为数字信号，单片机核115用 于控制整个压力传感器应用系统，进行相应的数据运算、处理或中断。通常来说，模数转换器113和单片机核115可以集成在一个芯片内。而在该芯片外 部则一般还设置有多个电位器105、107、109、111，当需要对压力传感器101进行系统标定 时，需要人工调节这些数量繁多的电位器105、107、109、111，因此系统标定过程十分复杂， 耗时较长。而且由于整个系统增加了额外的电路元器件，另外通过人工调节的标定方式对 待标定的压力传感器101的零点偏置电压要求较高，所以一般只能使用分类后的压力传感 器，使得整个压力传感器系统成本高昂。

发明内容
本发明所要解决的技术问题是简化和加快压力传感器的系统标定过程，减少额外 的电路元器件，降低整个压力传感器系统的成本。为解决上述技术问题，本发明提供一种压力传感器系统标定电路，包括第一仪表放大器，分别与压力传感器的正输入和负输入、第一偏置电压相连接，用 于将所述正输入和负输入的差分值放大；第二仪表放大器，分别与所述第一仪表放大器和第二偏置电压相连接，用于将所 述第一仪表放大器的输出值进一步放大；模数转换器，分别与所述第一仪表放大器和第二仪表放大器相连接，用于将所述 第一仪表放大器和所述第二仪表放大器的输出信号转换为数字信号；以及单片机核，与所述模数转换器相连接，用于控制整个压力传感器系统标定电路，进 行相应的数据运算、处理或中断。可选地，所述模数转换器和单片机核集成在一个芯片上。可选地，所述第一仪表放大器、第二仪表放大器、模数转换器和单片机核集成在一 个芯片上。本发明还提供一种利用上述的标定电路对压力传感器系统进行标定的方法，包括 步骤
3
调节第一偏置电压和/或第二偏置电压，使压力传感器的正输入、负输入和/或第 一仪表放大器的输出值分别大于第一仪表放大器和/或第二仪表放大器的最小量程范围；调节第一仪表放大器和/或第二仪表放大器的放大倍数，使压力传感器的正输 入、负输入和/或第一仪表放大器的输出值分别小于第一仪表放大器和/或第二仪表放大 器的最大量程范围；以及再次调节第一偏置电压和/或第二偏置电压，对所述第一仪表放大器和/或第二 仪表放大器的最小量程范围进行重新确认。可选地，所述调节第一偏置电压和/或第二偏置电压与调节第一仪表放大器和/ 或第二仪表放大器的放大倍数都是通过软件方式实现的。与现有技术相比，本发明具有以下优点本发明通过软件方式对压力传感器系统的各仪表放大器进行调节，不需要设置数 量繁多的外围电位器，简化和加快了压力传感器的系统标定过程，减少了额外的电路元器 件，能自适应压力传感器的零点偏置电压，对所使用的压力传感器没有其它特殊要求，降低 了整个压力传感器系统的成本。


本发明的上述的以及其他的特征、性质和优势将通过下面结合附图和实施例的描 述而变得更加明显，其中图1为现有技术的一个压力传感器应用系统的示意图；图2为本发明一个实施例的压力传感器系统标定电路的示意图；图3为本发明一个实施例的压力传感器系统标定方法的流程图；图4为本发明一个实施例的压力传感器系统标定方法的标定零点的示意图；图5为本发明一个实施例的压力传感器系统标定方法的标定满幅点的示意图；图6为本发明一个实施例的压力传感器系统标定方法的重新确定零点的示意图。
具体实施例方式下面结合具体实施例和附图对本发明作进一步说明，但不应以此限制本发明的保 护范围。图2为本发明一个实施例的压力传感器系统标定电路的示意图，如图所示，该压 力传感器系统标定电路200可以包括第一仪表放大器201，分别与压力传感器的正输入和负输入、第一偏置电压相连 接，用于将正输入和负输入的差分值放大；第二仪表放大器203，分别与第一仪表放大器201和第二偏置电压相连接，用于将 第一仪表放大器201的输出值进一步放大；模数转换器205，分别与第一仪表放大器201和第二仪表放大器203相连接，用于 将第一仪表放大器201和第二仪表放大器203的输出信号转换为数字信号；以及单片机核207，与模数转换器205相连接，用于控制整个压力传感器系统标定电路 200，进行相应的数据运算、处理或中断。在本实施例中，模数转换器205和单片机核207可以集成在一个芯片上，或者第一仪表放大器201、第二仪表放大器203、模数转换器205和单片机核207全都可以集成在一 个芯片上，形成片上系统(SOC)。图3为本发明一个实施例的压力传感器系统标定方法的流程图，如图所示，该压 力传感器系统标定方法300可以包括步骤执行步骤S301，调节第一偏置电压和/或第二偏置电压，改变第一仪表放大器201 和/或第二仪表放大器203的共模输出范围，使压力传感器的正输入、负输入和/或第一仪 表放大器201的输出值分别大于第一仪表放大器201和/或第二仪表放大器203的最小量 程范围，即预定的零点；图4为本发明一个实施例的压力传感器系统标定方法的标定零点的示意图，如图 所示，该零点301被标定为大于第一仪表放大器201和/或第二仪表放大器203的最小量 程范围303。执行步骤S302，调节第一仪表放大器201和/或第二仪表放大器203的放大倍数， 使压力传感器的正输入、负输入和/或第一仪表放大器201的输出值分别小于第一仪表放 大器201和/或第二仪表放大器203的最大量程范围，即预定的满幅点；图5为本发明一个实施例的压力传感器系统标定方法的标定满幅点的示意图，如 图所示，该满幅点307被标定为小于第一仪表放大器201和/或第二仪表放大器203的最 大量程范围305，则最小量程范围303与最大量程范围305之间即为第一仪表放大器201和 /或第二仪表放大器203的有效量程范围。执行步骤S303，再次调节第一偏置电压和/或第二偏置电压，对第一仪表放大器 201和/或第二仪表放大器203的最小量程范围303进行重新确认。图6为本发明一个实施例的压力传感器系统标定方法的重新确定零点的示意图， 如图所示，由于步骤S302中对满幅点进行标定的过程中可能会使得压力传感器系统的零 点301发生偏移，成为新的零点301’，而这新的零点301’的位置可能会不符合第一仪表放 大器201和/或第二仪表放大器203的有效量程范围，这对压力传感器系统的测量造成了 影响，因此需要对零点301进行重新确认，以确保其符合第一仪表放大器201和/或第二仪 表放大器203的最小量程范围303。在本实施例中，调节第一偏置电压和/或第二偏置电压与调节第一仪表放大器 201和/或第二仪表放大器203的放大倍数等都可以通过软件方式实现。本发明通过软件方式对压力传感器系统的各仪表放大器进行调节，不需要设置数 量繁多的外围电位器，简化和加快了压力传感器的系统标定过程，减少了额外的电路元器 件，能自适应压力传感器的零点偏置电压，对所使用的压力传感器没有其它特殊要求，降低 了整个压力传感器系统的成本。本发明虽然以较佳实施例公开如上，但其并不是用来限定本发明，任何本领域技 术人员在不脱离本发明的精神和范围内，都可以做出可能的变动和修改，因此本发明的保 护范围应当以本发明权利要求所界定的范围为准。
权利要求
1.一种压力传感器系统标定电路，其特征在于，包括第一仪表放大器，分别与压力传感器的正输入和负输入、第一偏置电压相连接，用于将 所述正输入和负输入的差分值放大；第二仪表放大器，分别与所述第一仪表放大器和第二偏置电压相连接，用于将所述第 一仪表放大器的输出值进一步放大；模数转换器，分别与所述第一仪表放大器和第二仪表放大器相连接，用于将所述第一 仪表放大器和所述第二仪表放大器的输出信号转换为数字信号；以及单片机核，与所述模数转换器相连接，用于控制整个压力传感器系统标定电路，进行相 应的数据运算、处理或中断。
2.根据权利要求1所述的压力传感器系统标定电路，其特征在于，所述模数转换器和 单片机核集成在一个芯片上。
3.根据权利要求1所述的压力传感器系统标定电路，其特征在于，所述第一仪表放大 器、第二仪表放大器、模数转换器和单片机核集成在一个芯片上。
4.一种利用权利要求1至3中任一项所述的标定电路对压力传感器系统进行标定的方 法，其特征在于，包括步骤调节第一偏置电压和/或第二偏置电压，使压力传感器的正输入、负输入和/或第一仪 表放大器的输出值分别大于第一仪表放大器和/或第二仪表放大器的最小量程范围；调节第一仪表放大器和/或第二仪表放大器的放大倍数，使压力传感器的正输入、负 输入和/或第一仪表放大器的输出值分别小于第一仪表放大器和/或第二仪表放大器的最 大量程范围；以及再次调节第一偏置电压和/或第二偏置电压，对所述第一仪表放大器和/或第二仪表 放大器的最小量程范围进行重新确认。
5.根据权利要求4所述的标定方法，其特征在于，所述调节第一偏置电压和/或第二偏 置电压与调节第一仪表放大器和/或第二仪表放大器的放大倍数都是通过软件方式实现 的。
全文摘要
本发明提供一种压力传感器系统标定电路，包括第一仪表放大器，分别与压力传感器的正输入和负输入、第一偏置电压相连接；第二仪表放大器，分别与所述第一仪表放大器和第二偏置电压相连接；模数转换器，分别与所述第一仪表放大器和第二仪表放大器相连接；以及单片机核，与所述模数转换器相连接。相应地，本发明还提供一种压力传感器系统标定方法。本发明通过软件方式对压力传感器系统的各仪表放大器进行调节，不需要设置数量繁多的外围电位器，简化和加快了压力传感器的系统标定过程，减少了额外的电路元器件，能自适应压力传感器的零点偏置电压，对所使用的压力传感器没有其它特殊要求，降低了整个压力传感器系统的成本。
文档编号G01L27/00GK102062668SQ201010573310
公开日2011年5月18日 申请日期2010年12月6日 优先权日2010年12月6日
发明者曹中信, 计万里, 许成珅 申请人:中颖电子股份有限公司