阅读说明：本技术 一种基于bp神经网络的传感器温度补偿系统及方法 (Sensor temperature compensation system and method based on BP neural network ) 是由 伍华林 肖甲 朱顺 于 2018-08-06 设计创作，主要内容包括：本发明公开了一种基于BP神经网络的传感器温度补偿系统及方法。所述系统包括PC上位机、温度控制系统、压力控制系统、压力测量单片机系统。PC上位机,发出温度控制指令设定传感器温度；发出压力控制指令设定传感器压力,与压力测量单片机系统通讯写入参数；温度控制系统,用于测量并输出传感器温度；压力控制系统,用于测量并输出传感器压力；压力测量单片机系统,用于实时测量、记录、输出传感器压力AD值、温度AD值,进行算法处理得到与温度无关的显示压力值。本发明解决如下技术问题：采用特殊算法通过软件系统进行温度漂移的补偿,在全温区(-40℃-+120℃),传感器的温度漂移补偿指标可达到±0.1％FS,提高传感器的精度。(The invention discloses a sensor temperature compensation system and method based on a BP neural network. The system comprises a PC upper computer, a temperature control system, a pressure control system and a pressure measurement single chip microcomputer system. The PC upper computer sends a temperature control instruction to set the temperature of the sensor; sending a pressure control instruction to set the pressure of the sensor, and writing parameters in the pressure control instruction in communication with the pressure measurement singlechip system; the temperature control system is used for measuring and outputting the temperature of the sensor; a pressure control system for measuring and outputting a sensor pressure; and the pressure measurement single chip microcomputer system is used for measuring, recording and outputting the pressure AD value and the temperature AD value of the sensor in real time, and performing algorithm processing to obtain a display pressure value irrelevant to the temperature. The invention solves the following technical problems: the compensation of temperature drift is carried out by adopting a special algorithm through a software system, the temperature drift compensation index of the sensor can reach +/-0.1% FS in a full-temperature region (-40 ℃ -120 ℃), and the accuracy of the sensor is improved.)

一种基于BP神经网络的传感器温度补偿系统及方法

技术领域

本发明涉及一种基于BP神经网络的传感器温度补偿系统，包括PC上位机、温度控制系统、压力控制系统、压力测量单片机系统。

本发明还涉及一种基于BP神经网络的传感器温度补偿方法。

背景技术

硅压阻式压力传感器具有灵敏度高、动态响应好、测量精度高、稳定性好等特点，但是由于半导体的温度特性和封装引起的附加压力，使得硅压阻式压力传感器输出压力受温度影响而变化，因此必须对硅压阻式压力传感器进行温度补偿。

传统的硅压阻式压力传感器采用硬件系统进行温度漂移的补偿，通过对传感器桥路进行补偿，采用此种硬件补偿方法，在全温区(-40℃-+120℃)，传感器的温度漂移补偿指标偏大，约为±1％FS-±3％FS，致使压力传感器的精度降低。

发明内容

针对现有技术中存在的上述缺点，本发明旨在提出一种基于BP神经网络的传感器温度补偿系统及方法。

一种基于BP神经网络的传感器温度补偿系统，包括PC上位机、温度控制系统、压力控制系统、压力测量单片机系统。

PC上位机，所述PC上位机用于发出温度控制指令，设定传感器温度；所述PC上位机用于发出压力控制指令，设定传感器压力；所述PC上位机与压力测量单片机系统通讯写入参数；

温度控制系统，所述温度控制系统用于测量传感器温度，并向所述PC上位机输出测量的传感器温度；

压力控制系统，所述压力控制系统用于测量传感器压力，并向所述PC上位机输出测量的传感器压力；

压力测量单片机系统，所述压力测量单片机系统用于实时测量并记录传感器压力AD值，并向所述PC上位机输出压力AD值；所述压力测量单片机系统用于实时测量并记录传感器温度AD值，并向所述PC上位机输出温度AD值；所述压力测量单片机系统经过算法处理得到与温度无关的显示压力值。

作为优选，所述传感器压力AD值、温度AD值，由温度控制系统输出的传感器温度、压力控制系统输出的传感器压力决定。

一种基于BP神经网络的传感器温度补偿方法，包括如下步骤。

①所述PC端上位机初始化温度控制系统，初始化压力控制系统，设定初始化温度T₁、初始化压力P₁；

②所述温度控制系统检测传感器温度，若检测到的传感器温度小于系统最高温度T_max，所述PC端上位机发出温度控制指令，设置传感器温度为T_n；

③所述温度控制系统检测传感器温度已达到设定值T_n，所述PC端上位机发出压力控制指令，设置传感器压力为P_n；

④所述压力控制系统检测传感器压力已达到设定值P_n，若检测到的传感器压力P_n小于系统最大压力P_max，则压力测量单片机系统测量并记录此时传感器的压力AD值，并向所述PC上位机输出压力AD值；

⑤所述PC上位机设定传感器P_n+1＝P_n+a，重复上述③-⑤步骤；

⑥所述压力控制系统检测到的传感器压力大于或等于系统最大压力P_max，则PC上位机设定传感器T_n+1＝T_n+b，重复上述②-⑥步骤，压力测量单片机系统测量并记录此时传感器的温度AD值，并向所述PC上位机输出温度AD值；

⑦所述温度控制系统检测传感器温度，若检测到的传感器温度大于或等于系统最高温度T_max，则所述PC端上位机数据采集完毕，通过独立的软件系统计算相关参数，所述PC端上位机与所述压力测量单片机系统通讯写入上述参数，所述压力测量单片机系统经过算法处理得到与温度无关的显示压力值，完成温度补偿系统的校正。

作为优选，所述T₁取系统最低温度T_min，所述P₁取系统最低压力P_min。

作为优选，所述a取值范围为10Kpa-100kpa，所述b取值范围为10℃-50℃。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：采用特殊算法通过软件系统进行温度漂移的补偿，在全温区(-40℃-+120℃)，传感器的温度漂移补偿指标较低，可达到±0.1％FS，提高压力传感器的精度。

附图说明

图1为本发明提出一种基于BP神经网络的传感器温度补偿系统示意图。

图中：1-PC上位机、2-温度控制系统、3-压力控制系统、4-压力测量单片机系统。

图2为本发明提出一种基于BP神经网络的传感器温度补偿方法示意图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。

参照图1，一种基于BP神经网络的传感器温度补偿系统，其特征在于，包括：

PC上位机(1)，所述PC上位机(1)用于向温度控制系统(2)发出温度控制指令，设定传感器温度；所述PC上位机(1)用于向压力控制系统(3)发出压力控制指令，设定传感器压力；所述PC上位机(1)与压力测量单片机系统(4)通讯写入参数；

温度控制系统(2)，所述温度控制系统(2)用于测量传感器温度，并向所述PC上位机(1)输出测量的传感器温度；

压力控制系统(3)，所述压力控制系统(3)用于测量传感器压力，并向所述PC上位机(1)输出测量的传感器压力；

压力测量单片机系统(4)，所述压力测量单片机系统(4)用于实时测量并记录传感器压力AD值，并向所述PC上位机(1)输出压力AD值；所述压力测量单片机系统(4)用于实时测量并记录传感器温度AD值，并向所述PC上位机(1)输出温度AD值；所述压力测量单片机系统(4)经过算法处理后得到与温度无关的显示压力值。

所述传感器压力AD值、温度AD值，由温度控制系统(2)输出的传感器温度、压力控制系统(3)输出的传感器压力决定。

参照图2，一种基于BP神经网络的传感器温度补偿系统进行传感器温度补偿方法，包括如下步骤：

①所述PC端上位机(1)初始化温度控制系统(2)，初始化压力控制系统(3)，设定初始化温度T₁、初始化压力P₁；

②启动所述温度控制系统(2)，检测传感器温度T，若检测到的传感器温度小于系统最高温度T_max，所述PC端上位机(1)发出温度控制指令，设置传感器温度为T_n；

③所述温度控制系统(2)检测传感器温度已达到设定值T_n，所述PC端上位机(1)发出压力控制指令，设置传感器压力为P_n；

④所述压力控制系统(3)检测传感器压力已达到设定值P_n，若检测到的传感器压力P_n小于系统最大压力P_max，则压力测量单片机系统(4)测量并记录此时传感器的压力AD值，并向所述PC上位机输出(1)压力AD值；

⑤所述PC上位机(1)设定传感器P_n+1＝P_n+a，重复上述③-⑤步骤；

⑥所述压力控制系统(3)检测到的传感器压力大于或等于系统最大压力P_max，则PC上位机(1)设定传感器T_n+1＝T_n+b，压力测量单片机系统(4)测量并记录此时传感器的温度AD值，并向所述PC上位机(1)输出温度AD值，重复上述②-⑥步骤；

⑦所述温度控制系统(2)检测传感器温度，若检测到的传感器温度大于或等于系统最高温度T_max，则所述PC端上位机(1)数据采集完毕，通过独立的软件系统计算相关参数，所述PC端上位机(1)与所述压力测量单片机系统(4)通讯写入上述参数，压力测量单片机系统(4)经过算法处理得到与温度无关的显示压力值，完成温度补偿系统的校正。

所述T₁取系统最低温度T_min，所述P₁取系统最低压力P_min。

所述a取值范围为10Kpa-100kpa，所述b取值范围为10℃-50℃。

以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。