專利名稱：氣壓傳感器批量標定方法和裝置的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及傳感器標定，尤其是涉及氣壓傳感器批量標定方法和裝置。
背景技術：
傳感器標定就是利用精度高一級的標準器具對傳感器進行定度的過程，從而確立傳感器輸出量和輸入量之間的對應關系。同時也確定不同使用條件下的誤差關系。為了提高效率，有些廠商提出的傳感器的批量標定方案是在一標定芯片內固化標定軟件，將芯片焊接在傳感器產品電路板上，連接傳感器電橋，將傳感器輸出值進行運算放大，并進行控制和檢測。另外，該芯片內還具有溫度傳感器，通過給傳感器提供不同的溫度點和壓力點，將測量參數比對真實壓力溫度值，換算出標定參數，并將參數寫入該芯片的EEPROM內保存。以后產品所測量的數據都會通過標定參數校準后輸出，以表示目前測量氣壓的真實值。 為實現(xiàn)標定，除了為每一傳感器配備上述標定芯片外，還需要添加MCU進行處理運算。此外，還需要為多個傳感器配備相應的標定設備和PC機標定操作軟件。目前，標定設備和操作軟件都針對某款標定芯片，不具有兼容性。另外，為實現(xiàn)多通道同時標定，需要進行每個通道產品控制，電路切換(包括電源和通信)多達4路。如果標定100個產品，需要連接400路連接線束。

發(fā)明內容
本發(fā)明所要解決的技術問題是提供一種氣壓傳感器批量標定方法，使得標定所需設備得到簡化。本發(fā)明另提供一種較為簡化的氣壓傳感器批量標定裝置。本發(fā)明所提出的一種氣壓傳感器批量標定方法，包括以下步驟從一控制臺發(fā)出標定命令；從一采集板的一第二 MCU轉發(fā)該標定命令給一個或多個氣壓傳感器中的一第一MCU ;響應于該標定命令，該第一 MCU進入標定程序，對相應的氣壓傳感器進行標定，并向該控制臺返回壓力測量值；在該控制臺計算標定參數；從該控制臺發(fā)送計算的標定參數；從該第二 MCU轉發(fā)該標定參數給相應的氣壓傳感器的第一 MCU ；以及當收到標定參數時,該第一 MCU保存標定參數。在本發(fā)明的一實施例中，從一采集板的一第二 MCU轉發(fā)該標定命令給一個或多個氣壓傳感器中的一第一 MCU的同時還包括在多個氣壓傳感器之間切換電源供應。本發(fā)明另提出一種氣壓傳感器批量標定裝置，用以對多個氣壓傳感器進行批量標定，所述氣壓傳感器批量標定裝置包括至少一第一 MCU、電平轉換板、采集板和控制臺。每一第一 MCU設于一氣壓傳感器內，且所述第一 MCU被配置為響應來自一控制臺的一標定命令而進入標定程序，對氣壓傳感器進行氣壓標定，并返回氣壓傳感器測量的壓力值。電平轉換板連接所述氣壓傳感器的通信線路。采集板包括電平轉換器、多路復用器以及第二 MCU，該電平轉換器連接該電平轉換板，該多路復用器連接所述多個氣壓傳感器的電源線路，該第二 MCU連接該電平轉換器和該多路復用器，且該第二 MCU被配置為在該控制臺和該第一MCU之間轉發(fā)數據?？刂婆_用以發(fā)出該標定命令而啟動標定流程，并且根據氣壓傳感器測量的壓力值產生標定參數并返回給氣壓傳感器。其中當氣壓傳感器的第一 MCU收到標定參數時，保存標定參數。在本發(fā)明的一實施例中，所述多個氣壓傳感器的通信線路并聯(lián)成第一線束并連接該電平轉換板。在本發(fā)明的一實施例中，所述第一線束包含2根連接線。在本發(fā)明的一實施例中，所述多個氣壓傳感器的電源線路組成一第三線束組并連 接到所述采集板上的一插座。在本發(fā)明的一實施例中，第三線束組包括2*n根連接線，η為所述多個氣壓傳感器的數目。在本發(fā)明的一實施例中，所述多個氣壓傳感器放置于一壓力箱內，所述壓力箱放置于一高低溫箱內。本發(fā)明由于采用以上技術方案，使之與現(xiàn)有技術相比，取消了特定的標定芯片，降低了成本。傳感器中MCU可與不同的電平轉換芯片和采集板MCU配合，兼容范圍更廣。此夕卜，通過對電源線的多路切換，減少了連接線束。


為讓本發(fā)明的上述目的、特征和優(yōu)點能更明顯易懂，以下結合附圖對本發(fā)明的具體實施方式
作詳細說明，其中圖I示出本發(fā)明一實施例的氣壓傳感器標定裝置。圖2示出本發(fā)明一實施例的氣壓傳感器標定方法流程。圖3A-3C示出本發(fā)明一實施例的氣壓傳感器標定方法詳細流程。圖4不出根據本發(fā)明一實施例的傳感器產品結構。
具體實施例方式圖I示出本發(fā)明一實施例的氣壓傳感器標定裝置。參照圖I所示，傳感器標定裝置100包括一壓力箱101、一高低溫箱102、電平轉接板110、一采集板120以及一計算機(PC機)130。待標定的η (η為正整數)只傳感器產品200放置于壓力箱101內。壓力箱101可為各個傳感器200提供標定所需的壓力。壓力箱101上具有多個管座腳，用來與傳感器產品200需要引出的線路對接。這些管座腳可從壓力箱101向外引出線束，以滿足傳感器200的對接需要。壓力箱101放置于高低溫箱102內。高低溫箱102可根據標定需要，提供高溫、中溫和低溫三個溫度點。
電平轉接板110，盡量靠近傳感器產品端，線束盡量縮短。電平轉接板110也放置于高低溫箱102內，壓力箱101夕卜。采集板120放置在高低溫箱外的適當位置，并且控制與電平轉接板的線束長度，例如在5米內。計算機130上配置應用軟件，與采集板120通過RS 232接口通信連接，控制距離10米內。經過應用軟件配置的計算機，作為標定裝置的控制臺。現(xiàn)說明線束連接關系。η只傳感器產品200各自的通信線TX、RX分別在壓力箱101內并聯(lián)，連接到壓力箱101上的管座腳，經其向外引出與電平轉接板110對接。并且，η只傳感器產品200的電源線，如VCC和GND分別連接壓力箱101的管座腳，通過管座腳向外引出的多路電源線組成的第三線束組，與采集板120的插座連接。η只傳感器產品200的BD為標定控制線，標定時η只傳感器的BD并聯(lián)接地(GND)，使各傳感器產品200的MCU進入 標定特定程序。待標定的傳感器端對外接插管腳(PIN)腳數或連接線數量為傳感器個數nX2+3。電平轉接板110，可通過由SCI信號TX、RX組成的第一線束與傳感器產品連接，第一線束為2根。并且，電平轉接板110通過12V電源線、半雙工異步通信線、地線組成的第二線束與采集板120連接，連接線為3根。采集板120通過RS 232電平與計算機130的應用軟件通信，連接線為3根，分別為 232-in、232-out、232-GND。多路復用器123安裝于采集板120，且輸出端連接采集板插座上的來自傳感器的電源線。MCU 121安裝于采集板120，且通過引腳連接電平轉接板110的半雙工輸出線路，以及多路復用器的I/o接口。圖3進一步示出傳感器產品的結構。參照圖3所示，每一傳感器產品200包括壓力傳感器210、MCU 220、以及射頻模塊230。MCU 220內嵌有溫度傳感器221和AD轉換單元222，并配置了電可擦寫只讀存儲器(EEPR0M)223。并且，MCU 220內配置標定程序，當檢測到BD低電平進入，MCU 220保持與采集板120異步通信，并將計算機130的軟件計算的標定參數結果存儲在EEPROM 223內。傳感器產品200端配置有校準算法，在工作模式下可以將標定參數代入算法校準測量值。與使用特定應用的標定芯片相比，本實施例中在各傳感器中設置MCU220，將可提高產品的靈活性和兼容性。例如，MCU 220允許不同平臺的采集板120與之交互，從而不必使用與標定芯片匹配的標定設備，這將大大降低設備的配置成本?；氐綀DI所示，采集板120上設有MCU 121、電平轉換器122、多路復用器123、5VLDO(Low DropOut linear regulator,低壓差線性穩(wěn)壓器)124、以及3. 6V LDO 125。采集板120外接電源為12V，分別經過兩組LDO 124降壓至5V為采集板電路供電。3. 6V LDO 125作為控制傳感器產品端的電源。通過多路復用器123進行η只傳感器的供電電源切換，以實現(xiàn)每只傳感器標定。MCU121通過編碼選址方式控制多路復用器123切換通道，m個I/O口可以控制2m-l只產品。在本發(fā)明的實施例中，采用同時控制切換VCC和GND的原因是，因為傳感器產品設計低功耗，產品內阻相應較大。為減少連接線束，傳感器通信線路并聯(lián)，其微弱的通信電流能夠與產品端的VCC或GND形成回路，從而使不需要工作的傳感器處于不穩(wěn)定的準工作狀態(tài)，可能造成其他傳感器數據改寫影響標定結果，或者影響通信線路電平造成通信不良。在本發(fā)明的實施例中，采用控制切換VCC和GND而不是控制切換通信線路TX、RX的原因是采集板120需要同時控制切換TX、RX，所以兩者控制線路數量一致，而TX、RX屬于TTL電平，電流小，通信距離受限，容易受到干擾，抗EMC能力差，不宜遠距離通過采集板連接；通信線路波特率較高，需要避免通過多路復用電路造成信號畸變，相應增加設計高頻多路復用的難度，并增加不可靠因素。另外，本發(fā)明的實施例由電平轉換器122進行了通信線路的電平轉換，提高了通信電壓，增加了通信距離。此外，通過半雙工通信減少一根線束，保證了標定過程的通信可
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概要地說，氣壓標定過程為當各傳感器產品200檢測到BD的標定電平，則使能SCI通訊功能，標定包括三個溫度點(低、中、高)、兩個氣壓臨界點標定；生成燒錄ID ;讀出ID并與最終標定參數綁定。所需設備為計算機130、采集板120和電平轉接板110。圖2示出本發(fā)明一實施例的氣壓傳感器標定方法基本流程。參照圖2并結合圖I所示，流程包括以下步驟在步驟SI，從計算機130發(fā)出標定命令。在步驟S2，從采集板120的MCU 121轉發(fā)標定命令給一個或多個氣壓傳感器200中的 MCU 220。與此同時，在步驟S3，多路復用器123在多個氣壓傳感器之間切換電源供應。在步驟S4，響應于標定命令，被選中的氣壓傳感器200的MCU 220進入標定程序，對氣壓傳感器200進行標定，并向該計算機130返回壓力測量值。在步驟S5，在計算機130，根據各個壓力測量值和對應的標準值，計算標定參數。在步驟S6,從計算機130發(fā)送計算的標定參數。在步驟S7，從采集板120的MCU 121轉發(fā)該標定參數給相應的氣壓傳感器200的MCU220。在步驟S8，當收到標定參數時，傳感器200的MCU 220保存標定參數。圖3A-3C進一步示出本發(fā)明一實施例的氣壓傳感器標定方法的詳細流程。首先參照圖3A所示，在步驟301，在計算機130上指令打開標定軟件。在步驟302，計算機130生成ID、以及寫ID、讀ID命令，依次切換發(fā)送給η路傳感器產品200。在采集板120，如步驟401，收到PC指令后，進行η路切換，發(fā)讀、寫ID命令給傳感器產品200，將接收到傳感器驗證的ID傳給PC。在傳感器產品200，如步驟501，寫入ID，并向采集板120上傳所寫入的ID進行驗證。在步驟303，PC等待傳感器的ID確認信息，將ID保存數據庫，如某一線路錯誤，則置錯誤標志。在步驟304,如ID驗證通過,計算機130發(fā)出標定命令,讓傳感器產品200進入標定流程。在采集板120，如步驟402，采集板120進行η路切換，向傳感器產品200發(fā)進入標定的命令，收到傳感器產品200確認后上傳給計算機130。在傳感器產品200，如步驟502，傳感器產品200回傳確認進入標定信息中貞。在步驟305，計算機130等待傳感器產品200的回傳確認命令，如某一線路錯誤置錯誤標志。在步驟306，計算機130每5分鐘發(fā)讀溫度數據的命令，等待傳感器產品200回傳數據。在采集板120，如步驟403，采集板120向傳感器產品200發(fā)讀溫度的命令，采集板120收到數據后上傳給計算機130，如有錯誤則上傳錯誤幀。在傳感器產品200，如步驟503，傳感器產品200將讀取溫度值上傳給采集板120。在步驟307，計算機130判斷是否為錯誤幀，如有則標識錯誤線路。在步驟308，計算機130判斷傳感器產溫度是否穩(wěn)定。如果是，則設置低壓，進入步驟 309。在步驟309，溫度穩(wěn)定，計算機130發(fā)出讀取低壓值命令，首先進行低壓標定。相應的，在采集板120，如步驟404，向傳感器產品200發(fā)出測量壓力值的命令，收到壓力測量值后上傳給計算機130。在傳感器產品200，如步驟504，上傳壓力測量值。 在步驟310，計算機130收到低壓數據，存入數據庫。在步驟311，設置高壓后，計算機130發(fā)出讀取高壓值命令。相應的，在采集板120，如步驟405，向傳感器產品200發(fā)出測量壓力值的命令，收到測量值后上傳給計算機130。在傳感器產品200，如步驟505，上傳壓力測量值。在步驟312，計算機130收到高壓數據，存入數據庫。在步驟313，計算機130判斷三個溫度點(低溫、常溫、高溫)是否測量完成，如果未完成，返回步驟306，如已完成，進入步驟314。在步驟314，計算機130批量計算標定參數。在步驟315，計算機130發(fā)出各個傳感器產品200的常溫標定參數。相應的，在采集板120，如步驟406，向傳感器產品200下發(fā)常溫下的標定參數，并將傳感器產品200的回傳參數上傳計算機130。在傳感器產品200，如步驟506，將標定參數寫入其EEPR0M，并回傳常溫下的標定參數。在步驟316，計算機130收到常溫標定參數回傳并確認，有錯則進行標記，然后發(fā)低溫標定參數。相應的，在采集板120，如步驟407，向傳感器產品200下發(fā)低溫下的標定參數，并將傳感器產品200的回傳參數上傳給計算機130。在傳感器產品200，如步驟507，將標定參數寫入其EEPR0M，并回傳低溫下的標定參數。在步驟317，計算機130收到低溫標定參數回傳并確認，如有錯則進行標記，然后發(fā)高溫標定參數。相應的，在采集板120，如步驟408，向傳感器產品200發(fā)高溫下的標定參數，并將傳感器產品200的回傳參數上傳給計算機130。在傳感器產品200，如步驟508，將標定參數寫入其EEPR0M，并回傳高溫下的標定參數。在步驟319，計算機130收到高溫標定參數回傳并確認，如有錯則進行標記，然后發(fā)批量校驗傳感器指令。相應的，在采集板120，如步驟409，向傳感器產品200發(fā)校驗指令。在傳感器產品200，如步驟509，采樣壓力溫度值，代入標定參數運算校準，上傳校準值。在步驟320，計算機130將上傳的測量校準值跟實際值進行比對，標識每只傳感器標定成功與否。在步驟321,計算機130生成標定記錄和表格。在步驟322，標定完成。通過上述方法，可以一次性批量標定傳感器，降低原材料成本，操作靈活。
雖然本發(fā)明已以較佳實施例揭示如上，然其并非用以限定本發(fā)明，任何本領域技術人員，在不脫離本發(fā)明的精神和范圍內，當可 作些許的修改和完善，因此本發(fā)明的保護范圍當以權利要求書所界定的為準。
權利要求
1.一種氣壓傳感器批量標定方法，用以對多個氣壓傳感器進行批量標定，所述方法包括以下步驟 從一控制臺發(fā)出標定命令； 從一采集板的一第二 MCU轉發(fā)該標定命令給一個或多個氣壓傳感器中的一第一 MCU ；響應于該標定命令，該第一 MCU進入標定程序，對相應的氣壓傳感器進行標定，并向該控制臺返回壓力測量值； 在該控制臺計算標定參數； 從該控制臺發(fā)送計算的標定參數； 從該第二 MCU轉發(fā)該標定參數給相應的氣壓傳感器的第一 MCU ；以及 當收到標定參數時，該第一 MCU保存標定參數。
2.如權利要求I所述的方法，其特征在于，從一米集板的一第二MCU轉發(fā)該標定命令給一個或多個氣壓傳感器中的一第一 MCU的同時還包括在多個氣壓傳感器之間切換電源供應。
3.一種氣壓傳感器批量標定裝置，用以對多個氣壓傳感器進行批量標定，所述氣壓傳感器批量標定裝置包括 至少一第一 MCU，每一第一 MCU設于一氣壓傳感器內，且所述第一 MCU被配置為響應來自一控制臺的一標定命令而進入標定程序，對氣壓傳感器進行氣壓標定，并返回氣壓傳感器測量的壓力值； 電平轉換板，連接所述氣壓傳感器的通信線路；以及 采集板，包括電平轉換器、多路復用器以及第二 MCU，該電平轉換器連接該電平轉換板，該多路復用器連接所述多個氣壓傳感器的電源線路，該第二 MCU連接該電平轉換器和該多路復用器，且該第二 MCU被配置為在該控制臺和該第一 MCU之間轉發(fā)數據；以及 控制臺，用以發(fā)出該標定命令而啟動標定流程，并且根據氣壓傳感器測量的壓力值產生標定參數并返回給氣壓傳感器； 其中當氣壓傳感器的第一 MCU收到標定參數時，保存標定參數。
4.如權利要求3所述的氣壓傳感器批量標定裝置，其特征在于，所述多個氣壓傳感器的通信線路并聯(lián)成第一線束并連接該電平轉換板。
5.如權利要求4所述的氣壓傳感器批量標定裝置，其特征在于，所述第一線束包含2根連接線。
6.如權利要求3所述的氣壓傳感器批量標定裝置，其特征在于，所述多個氣壓傳感器的電源線路組成一第三線束組并連接到所述采集板上的一插座。
7.如權利要求6所述的氣壓傳感器批量標定裝置，其特征在于，第三線束組包括2*n根連接線，η為所述多個氣壓傳感器的數目。
8.如權利要求3所述的氣壓傳感器批量標定裝置，其特征在于，所述多個氣壓傳感器放置于一壓力箱內，所述壓力箱放置于一高低溫箱內。
全文摘要
本發(fā)明提出一種氣壓傳感器批量標定方法和裝置，用以對多個氣壓傳感器進行批量標定，所述裝置包括至少一第一MCU、電平轉換板、采集板和控制臺。每一第一MCU設于一氣壓傳感器內，且被配置為響應來自一控制臺的標定命令而進入標定程序，對氣壓傳感器進行氣壓標定，并返回氣壓傳感器測量的壓力值。電平轉換板連接氣壓傳感器的通信線路。采集板包括電平轉換器、多路復用器以及第二MCU，該第二MCU連接該電平轉換器和該多路復用器，且被配置為在該控制臺和該第一MCU之間轉發(fā)數據?？刂婆_用以發(fā)出該標定命令而啟動標定流程，并且根據氣壓傳感器測量的壓力值產生標定參數并返回給氣壓傳感器。其中當氣壓傳感器的第一MCU收到標定參數時，保存標定參數。
文檔編號G01L27/00GK102809463SQ20111015032
公開日2012年12月5日 申請日期2011年6月3日 優(yōu)先權日2011年6月3日
發(fā)明者孫路, 高峰, 李濤 申請人:上海保隆汽車科技股份有限公司