摘要：目前我国所设计制作的压力传感器大多需要耗费较高的成本，而且精度上也达不到预期的效果。本文从压阻式压力传感器的补偿校准方法出发，对其进行一定的了解，在此基础上设计出更优的校准系统，最终的实验结果显示数据精度更高，这也体现了该设计的实用性。
关键词：计量校准;仪器控制;数据处理
引言
虚拟仪器工作平台凭其超前的创新性成为目前发展快、功能强大的图形化软件开发集成环境。随着“工业4.0”的提出，将迎来以生产高度数字化、网络化、机器自组织为标志的第四次工业革命。
计量的历史源远流长，在人类社会的发展中，计量随着社会分工和商品交换的产生应运而生，并随着科学技术和社会生产力的发展而发展。“工业4.0”将是计量发展的黄金年代。
1压力传感器
汽车压力传感器
1.1工作原理以及影响因素
传感器是能感受到被测信息，并按一定规律转换成电信号或其他所需形式的信息输出，以满足信息的传递、处理、存储、显示、记录和控制等要求，外部环境温度和电压扰动是其影响的主要因素。它既促进了传统产业的改造和更新换代，又还可能建立新型工业。
1.2检测统计分析
⑴在历年检测统计中，传感器使用比率比较高（2015年56.3%、2016年55.2%、2017年81.4%、2018年89.2%）且有逐年增加的趋势，特别是在2017、2018年，可见传感器在我所科研生产、实验中使用的广泛性和重要性。
⑵在实际校准过程中，对设备的精度和量程要求也越来越高。如MTS系统，在2016年校准是要求0.5级，而我们的标准只有0.3级。
⑶随着科研生产任务的发展，新建的实验室、设备等配套的传感器精度、量程远超我们的现有标准，这些都是我们和现在面临的困惑，所以急需提升我们目前的校准能力。
2压力传感器的补偿校准方法
2.1压力校准设备现状
⑴小压力校准基本可以满足校准需求，但在-0.1～0.1MPa之间的校准就不能满足要求。
⑵0.6～0.6MPa期间校准设备主要是活塞压力计，由于专用砝码只有固定值，被校准设备的量程不一致，在校准过程中对砝码进行加减调整，易造成误差。
⑶现在设备基本是单工位，油压的活塞压力计是用加减专用砝码造压，组合加减砝码影响精。
2.2软件补偿
软件补偿与硬件补偿不同的是，不能够对硬件上进行操作，而是将压力传感器以及处理模块做成一个整体，利用各种运算以及处理功能，对压力传感器中的温度进行补偿，这一方式不仅能够对温度进行补偿，而且能够对传感器中的一些指标进行完善，使得测量紧固更高，也能够有效的保持温度稳定。相对来说，软件补偿精度更高，而且成本较低，实时性也更强，能够及时的进行调整，所以选择软件补偿更加的实用。
2.3硬件补偿
硬件补偿多是采用的结构对称的方式，这一补偿方式是要求在校准的装置中添加相应的附加电路，最终形成与温度漂移大小差不多的数值，从而实现补偿效果。硬件补偿有着较强的实时性，但是容易受到外界因素的干扰，所以只能够选取一个部分进行补偿，在调整过程中也较为麻烦。近几年来，也有着不少的科研人员对这一补偿方式进行了研究，但是却并未有所突破，该种方法只能够对系统误差以及已经了解到的误差起到作用，对于一些随机产生的误差作用不大。
3设计实例与开发
3.1数据库
该软件还可通过微软自带的数据库文件，进行数据管理，方便日后在数据库中的检索及查询。本实例仅以压力传感器(静态)计量校准为例，在计量传统十大领域内，还有着非常广泛的应用前景，诸如长度、温度、电学计量等，均可结合本实例实现检定/校准全流程下实现自动化;另一方面，随着国家放开计量检测市场，第三方计量机构的大量涌入，对计量能力建设的需求会越来越大，以工业经济发达的东莞为例，第三方计量机构不下百家，可是在自动化程度上均较低，在准确度要求高、数量要求批量化的研制生产背景下，只有不断提高自动化
检定/校准能力，才能抢得客户，稳稳占领市场，该项目成果将有利于拓展航天计量技术在该领域民品市场的作用。
3.2程序功能及后台程序设计
3.2.1硬件通信模块
对于系统硬件，通过设备自带的通讯接口，利用语言指令将软件平台与硬件设备建立连接，该系统主要硬件通信对象为一台压力控制器及一块多通道的数字多用表，通过网络及ＲS232接口完成指令控制。
3.2.2数据采集模块
对多通道的数字多通用表建立通信连接，通过指令远程控制采集通道的转换和压力控制器的压力调整来实现多路型号传感器同时校准的的功能。
3.2.3数据处理模块
根据JJG860—2015《压力传感器(静态)》的要求，对采集后的数据进行运算来确定传感器是
否符合使用要求。数据需要进行线性方程、重复性、迟滞、误差等参数的计算工作，以最小二乘法拟合曲线。
3.2.4报告生成模块
通过微软的类库文件指令，利用Labview控件，调用Word/Excel的指令文件，达到报表动态生成的效果。
3.3数字化压力传感器温度补偿模块
数字化的压力传感器这一系统最终要对温度进行补偿。而所提到的压力控制以及温度控制也是为了能够获取到更加准确的数据，使得这一模块中的补偿精度更高。数字化压力传感器的补偿过程分为预先测试、补偿系数写入、最终补偿这三个部分，预先测试这一阶段主要是使用一些专用的电路来对每个温度的系数进行测试修正，而补偿系数写入则是要在温度进行补偿之后，将生成的相关系数写入到外部的存储器上。而最终的温度补偿则是在补偿的过程中，对温度变化进行细致的观察，最终检测出相应的校准系数，并存储到寄存器中。
4数据采集与处理
4.1数据处理与误差分析
本次实验过程中利用到了汽车用压力传感器ICS1451，对数据进行一定的处理分析。该实验最终显示经过补偿之后，传感器的数据误差显然小了很多。本次测试了五组数据，补偿之前的误差分被为0.0522、-0.0341、0.0244、0.0680、0.0208，而补偿之后的误差为-0。0032、0.0008、-0.0021、0.0018、0.0003，可见在进行补偿之后的误差精度有了明显的提高，这也能够说明该设计的可行性。
4.2系统评定
为了验证该系统的可靠性，最终根据我国的机械行业的相关标准对该设备进行了一定的评测。首先对其测量能力指数进行了测算，该测算是要将样板在设备上反复的进行安装之后，测试其标准偏差，最终得到的测量能力指数为3.01，该数据大于2，说明本次设计的装置符合相应的规范。
结语
随着国家建设工业现代化步伐的加快，新的事物，新的理念不断出现，又不断被更新，加之“
工业4.0”的提出，未来的世界将是智能化、自动化、机器自组织化的时代。
计量，作为工业的眼睛，从原始阶段发展到今天，一直都是走在时代创新的前列，以更高的角度保障工业社会的正常运转。想要在声势浩大的新工业革命中占据一席之地，“智能计量”必将成为发展潮流，智能仪器仪表的设计与应用将成为这股潮流的弄潮儿。
参考文献
[1]金琦，孙晓峰，李广恒，李斌，王静.基于SOI原理的特种车辆用压力传感器的研制[J].电子世界，2019（21）：147-148.
[2]计量基础知识.武汉:武船计量试验有限公司出版[Z].2015.
[3]施昌彦主编.现代计量学概论[M].北京:中国计量出版社,2003.
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