基于模型識別技術(shù)的高溫微型壓力傳感器的應用

　　利用MATLAB 繪制單位階躍響應曲線(xiàn)如圖3。

　　從圖3 中可看出，該系統穩定、無(wú)振動(dòng)。響應曲線(xiàn)的斜率為：

　　對式（2） 進(jìn)行變換得

　　從式（3） 得，以lg［1 - UO （ t ） ］為縱坐標， t 為橫坐標，可得出通過(guò)原點(diǎn)直線(xiàn)，從直線(xiàn)的斜率可求得常數RC 的值，已知R 則可得出C ，從而得出壓力。

　　2. 3 　模型識別

　　基于上述思想，若已知輸入、輸出信號， 可通過(guò)曲線(xiàn)擬合及線(xiàn)性回歸法得出RC。對式（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(xiàn)如圖4 所示。

　　擬合參數最大時(shí)為5. 037 ×10 - 8 ，最大相對誤差為0. 78 %。當溫度變化時(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)刻測得UO （ t） ，通過(guò)曲線(xiàn)擬合得出參數RC。再給電路加小信號直流電源，測出R 值，即求得C ，通過(guò)C 值則可知被測環(huán)境的壓力。圖5為350 ℃時(shí)，不同的壓力所對應的電容的理論值和實(shí)驗值，從實(shí)驗數據（表2） 可得，在測壓的過(guò)程中，利用模型識別的方法，誤差較小，其測壓誤差小于2 %。

　　3 　結束語(yǔ)

　　基于模型識別技術(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)、準確度高。該傳感器避免了電阻式高溫壓力傳感器的自補償電路在高溫環(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(xiàn)性補償電路在高溫環(huán)境下工作。該傳感器適合在各種高溫環(huán)境下測量氣體或液體的壓力。