多通道压力计自检装置及其自检方法和自检系统

摘要

本发明涉及一种多通道压力计自检装置及其自检方法和自检系统，多通道压力计自检装置，包括自校准模块；自校准模块包括多个气动换向阀；各气动换向阀分别连接在多通道压力计各通道的气容和压力传感器之间；压力传感器连接多通道压力计的微控制单元；自校准模块还与微控制单元相连接；本发明在多通道压力计的基础上增加了自校准通道的功能。在保留可校准多个压力计功能的情况下，若需要对内部压力传感器进行校准时，可有效并且快速的进行多通道压力传感器自校准。所有通道的压力传感器自校准均可仅仅在外部高精度压力计的连接下一次性完成。

说明书

技术领域

本发明涉及压力计内的传感器自校准领域，特别是涉及一种多通道压力计自检装置及其自检方法和自检系统。

背景技术

在血压计等血压测量产品生产过程中，需要使用高精度的压力计对血压计压力测量模块进行校准，以提高血压计的压力测量精度。同时，作为血压标定的仪器设备来说，需要定期对高精度压力计进行自校准，以满足使用要求。

传统技术主要采用以下两种方案对血压计进行校准：

方案1：采用单通道高精度压力计对血压计进行校准。校准时，一台高精度压力计连接至血压计，对血压计一对一的校准；

方案2：采用多通道压力计工装对血压计进行校准。校准时，多台血压计连接至一台多通道压力计工装上，可同时对多个血压计进行校准。但是，当需要对多通道压力计工装的压力传感器进行自校准时，则需要依次使用高精度压力计对各个通道的压力传感器进行逐一校准。方案2多通道压力计的压力传感器自校准的功能图解如图1所示，其中虚线内的高精度压力计和气泵理解为外部设备，用于多通道压力计工装的压力传感器自校准使用。

方案2的多通道压力计自校准压力传感器方案具体如下：

1：外部设备中的高精度压力计与气泵组成的气路接口分别与多通道压力计的通道连接，用于通道压力传感器的自校准。例如，当需要对多通道压力计的通道1压力传感器进行自校准时，则将外部气路接口与通道1的接口相连。通过气泵或者空压机对通道打气，MCU或者PC端对通道1的压力测量值与高精度压力计的测量值进行比较，同时将高精度压力计的测量值来校准通道1，以提高通道1的精度。依次类推，依次自校准通道2、通道3、通道4……

2：对多通道压力计的压力传感器自校准的次数与通道数量密切相关，当有N个通道时，则需要进行N次压力传感器自校准。

3：气泵由外部设备提供，在对多通道压力计的压力传感器进行校准时，需要同时使用高精度压力计和气泵，使用时不易控制和使用。

在实现过程中，发明人发现传统技术中至少存在如下问题：

方案1使用高精度对血压计进行校准时，使用成本高，校准血压计的效率低，同时校准多个血压计时则需要多个高精度压力计。且定期对高精度压力计进行自校准时，高精度压力计无自校准通道或通道不通用；方案2的压力传感器自校准流程繁琐。由于需要对多通道压力计的N个通道压力传感器进行自校准，因此自校准次数则需要N次将高精度压力计分别于各个通道连接。

通道自检的一致性差。受环境变化，包括温度、湿度、大气压力等的影响，若各通道压力传感器依次自校准，各个通道压力传感器自校准的参考值均有差异，导致各个通道之间存在误差。同时，受环境影响，高精度压力计也在不同时刻会有误差。最终导致各个通道一致性变差。气泵控制方式不易兼容和受控。由于采用外部控制电路的气泵，当气泵和高精度压力计进行组合使用来自校准多通道压力计的压力传感器时。会导致气泵控制与多通道压力计的兼容性变差。

发明内容

基于此，有必要针对传统压力计自检方案成本高、操作复杂且误差较大的问题，提供一种多通道压力计自检装置及其自检方法和自检系统。

为了实现上述目的，本发明技术方案的实施例为：

一方面，提供了一种多通道压力计自检装置，包括自校准模块；自校准模块包括多个气动换向阀；各气动换向阀分别连接在多通道压力计各通道的气容和压力传感器之间；压力传感器连接多通道压力计的微控制单元；自校准模块还与微控制单元相连接；

微控制单元基于高精度压力计在连接到自校准模块时输出的信号，向自校准模块发出第一换向控制信号、气压控制信号；

气动换向阀根据第一换向控制信号，阻断气动换向阀连接气容的第一气路通道，导通气动换向阀连接压力传感器的第二气路通道；

自校准模块根据气压控制信号，对第二气路通道中的气体进行气压控制；

压力传感器和高精度压力计分别根据气体的压力变化，向微控制单元输出相应的测量值；微控制单元根据高精度压力计的测量值和压力传感器的测量值，对多通道压力计进行压力自校准。

另一方面，提供了一种多通道压力计自检方法，包括步骤：

在连接到高精度压力计时，通过高精度压力计向多通道压力计的微控制单元发送输出信号；由微控制单元根据输出信号分别发出第一换向控制信号和气压控制信号；

根据第一换向控制信号，阻断高精度压力计连接多通道压力计各气容的第一气路通道，导通高精度压力计连接多通道压力计各压力传感器的第二气路通道；

根据气压控制信号，对第二气路通道中的气体进行气压控制；

由压力传感器和高精度压力计分别根据气体的压力变化，向微控制单元输出相应的测量值；并由微控制单元根据高精度压力计的测量值和压力传感器的测量值，对多通道压力计进行压力自校准。

另一方面，还提供了一种多通道压力计自检系统，包括：

接口模块，用于在连接到高精度压力计时，通过高精度压力计向多通道压力计的微控制单元发送输出信号；由微控制单元根据输出信号分别发出第一换向控制信号和气压控制信号；

气动换向模块，用于根据第一换向控制信号，阻断高精度压力计连接多通道压力计各气容的第一气路通道，导通高精度压力计连接多通道压力计各压力传感器的第二气路通道；

气压控制模块，用于根据气压控制信号，对第二气路通道中的气体进行气压控制；由压力传感器和高精度压力计分别根据气体的压力变化，向微控制单元输出相应的测量值；并由微控制单元根据高精度压力计的测量值和压力传感器的测量值，对多通道压力计进行压力自校准。

上述技术方案具有如下有益效果：

本发明多通道压力计自检装置及其自检方法和自检系统，在多通道压力计的基础上增加了自校准通道的功能。在保留可校准多个压力计功能的情况下，若需要对内部压力传感器进行校准时，可有效并且快速的进行多通道压力传感器自校准。所有通道的压力传感器自校准均可仅仅在外部高精度压力计的连接下一次性完成。本发明操作简单，自检次数不受通道数量的影响，能够保证所有通道压力测量的一致性，控制兼容性好且控制更方便。

附图说明

通过附图中所示的本发明的优选实施例的更具体说明，本发明的上述及其它目的、特征和优势将变得更加清晰。在全部附图中相同的附图标记指示相同的部分，且并未刻意按实际尺寸等比例缩放绘制附图，重点在于示出本发明的主旨。

图1为传统技术中多通道压力计的压力传感器自校准中单个通道依次自校准的功能图解示意图；

图2为本发明多通道压力计自检装置实施例1的结构示意图；

图3为本发明多通道压力计自检装置一具体实施例的结构示意图；

图4为本发明多通道压力计自检装置一具体实施例中压力传感器自校准时的功能结构示意图；

图5为本发明多通道压力计自检装置一具体实施例中压力传感器自校准完成后进行压力测量的功能结构示意图；

图6为本发明多通道压力计自检方法实施例1的流程示意图；

图7为本发明多通道压力计自检系统实施例1的结构示意图。

具体实施方式

为了便于理解本发明，下面将参照相关附图对本发明进行更全面的描述。附图中给出了本发明的首选实施例。但是，本发明可以以许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施例。相反地，提供这些实施例的目的是使对本发明的公开内容更加透彻全面。

需要说明的是，当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件并与之结合为一体，或者可能同时存在居中元件。本文所使用的术语“相连接”、“一端”、“另一端”以及类似的表述只是为了说明的目的。

除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本发明。本文所使用的术语“及/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。

本发明多通道压力计自检装置实施例1：

为了解决传统压力计自检方案成本高、操作复杂且误差较大的问题，本发明提供了一种多通道压力计自检装置实施例1，图2为本发明多通道压力计自检装置实施例1的结构示意图；如图2所示，可以包括自校准模块210；自校准模块包括多个气动换向阀218；各气动换向阀218分别连接在多通道压力计各通道的气容110和压力传感器120之间；压力传感器120连接多通道压力计的微控制单元；自校准模块210还与微控制单元相连接；

微控制单元基于高精度压力计130在连接到自校准模块210时输出的信号，向自校准模块210发出第一换向控制信号、气压控制信号；

气动换向阀218根据第一换向控制信号，阻断气动换向阀218连接气容110的第一气路通道，导通气动换向阀连接压力传感器120的第二气路通道；

自校准模块210根据气压控制信号，对第二气路通道中的气体进行气压控制；

压力传感器120和高精度压力计130分别根据气体的压力变化，向微控制单元输出相应的测量值；微控制单元根据高精度压力计130的测量值和压力传感器的120测量值，对多通道压力计进行压力自校准。

微控制单元(Microcontroller Unit；MCU)可以指单片微型计算机或者单片机；在需要对多通道压力计的压力传感器进行自校准时，所有通道同步自校准，一次性完成。避免了传统的人为操作切换通道的方式，减少了人为因素的影响；本实施例可应用在8通道、16通道等更多通道自校准系统和装置，均可实现同步自校准；自校准是所有通道同步完成，排除了环境温度、湿度、大气压力的差异化影响。因此所有通道自校准完成后，各通道的压力一致性更好；使用成本低，既能满足多通道压力计同时校准多台血压计的功能，又能实现所有压力传感器通道自校准一次性完成。

在一个具体的实施例中，自校准模块包括依次连接的自校准接口212、容气器214以及空气压缩装置216；容气器214与多通道压力计的各通道的气动换向阀218相连接；气动换向阀218连接在通道的气容110和压力传感器120之间；压力传感器120连接多通道压力计的微控制单元；空气压缩装置216还与微控制单元相连接；

微控制单元基于高精度压力计130在连接到自校准接口212时输出的信号，分别向气动换向阀218发出第一换向控制信号、向空气压缩装置216发出气压控制信号；

气动换向阀218根据第一换向控制信号，阻断容气器214连接各气容110的第一气路通道，导通容气器214连接各压力传感器120的第二气路通道；

空气压缩装置216根据气压控制信号，对第二气路通道中的气体进行气压控制；

压力传感器120和高精度压力计130分别根据气体的压力变化，向微控制单元输出相应的测量值；微控制单元根据高精度压力计的测量值和压力传感器的测量值，对多通道压力计进行压力自校准。

具体而言，容气器214可以指气体容器，即自校准模块的气容。

在一个具体的实施例中，微控制单元在压力自校准完成时向气动换向阀发出第二换向控制信号；

气动换向阀根据第二换向控制信号，阻断第二气路通道，导通第一气路通道。

具体而言，当多通道压力计自校准完成后，通过微控制单元与PC电脑控制各通道的气动换向阀，使各通道分别与对应各通道的压力传感器气路相连。而各个通道此时由于气动换向阀的作用，气路上各个通道与自校准接口的气路通道已断开。因此多通道压力计分别各自独立，可进行正常的压力测量。

在一个具体的实施例中，气动换向阀为两位三通气动阀。采用两位三通气阀，将传感器自校准气路和各通道压力测量通道的气路分开。

在一个具体的实施例中，空气压缩装置为气泵或空气压缩机。气泵或者空压机与多通道压力计组合成为一个装置，排除了外部气泵与多通道压力计控制电路的兼容性问题。

本发明多通道压力计自检装置实施例1，在多通道压力计的基础上增加了自校准通道的功能。在保留可校准多个压力计功能的情况下，若需要对内部压力传感器进行校准时，可有效并且快速的进行多通道压力传感器自校准。所有通道的压力传感器自校准均可仅仅在外部高精度压力计的连接下一次性完成。本发明操作简单，自检次数不受通道数量的影响，能够保证所有通道压力测量的一致性，控制兼容性好且控制更方便。

为了进一步阐述本发明的技术方案，特以应用本发明的一具体实施例为例，说明本发明的技术思路。图3为本发明多通道压力计自检装置一具体实施例的结构示意图；如图3所示：多通道自检装置主要可以包括以下几部分：

1：压力计通道接口(通道1-4)、自校准接口、气容、两位三通气阀、气泵、压力传感器(压力接口端)均可按照图3的方式用塑料气体导管或者空心钢管连接起来。自校准接口通过与气容和气泵连接后，同时也与对应所有通道的两位三通气阀的气路相连接。

2：压力传感器(电连接部分)、气泵控制部分、微控制单元与PC电脑由板卡或者导线进行电气连接。

当需要对多通道压力计的压力传感器进行自校准时。将外部设备的高精度压力计气路与自校准接口相连。微控制单元控制两位三通气阀的气路，使自校准接口的气路与所有通道的压力传感器连接。此时通道1-4的气路接口被关闭，功能等效框图如图4所示；图4为本发明多通道压力计自检装置一具体实施例中压力传感器自校准时的功能结构示意图；如图4，此时微控制单元和PC电脑控制多通道压力计的气泵打气，或者采用空压机对气路进行压力变化。微控制单元和PC电脑通过比对高精度压力计的测量值以及压力传感器的测量值，从而达到同步自校准的目的，该同步自校准可一次性完成所有通道压力传感器的压力自校准。

当多通道压力计自校准完成后，通过微控制单元与PC电脑控制各通道的两位三通气阀，使通道1-4分别与对应各通道的压力传感器气路相连。而各个通道此时由于两位三通气阀的作用，气路上各个通道与自校准接口的气路通道已断开。因此多通道压力计分别各自独立，可进行正常的压力测量，压力传感器自校准完成后进入压力测量功能简化图如图5所示，图5为本发明多通道压力计自检装置一具体实施例中压力传感器自校准完成后进行压力测量的功能结构示意图；

本发明多通道自检装置的具体实施例，采用压力传感器同步自校准的方式，多通道压力传感器所有压力通道自校准次数只需要一次即可完成；采用两位三通气阀，将传感器自校准气路和各通道压力测量通道的气路分开；将气泵控制或者是空压机控制部分放置或安装在多通道压力计内，排除气泵等控制不兼容问题。

操作简单，在需要对多通道压力计的压力传感器进行自校准时，所有通道同步自校准，一次性完成。避免了传统的人为操作切换通道的方式，减少了人为因素的影响；自检次数不受通道数量的影响，本发明实施例可应用在8通道、16通道等更多通道自校准系统和装置，均可实现同步自校准；所有通道压力测量一致性更好，自校准是所有通道同步完成，排除了环境温度、湿度、大气压力的差异化影响。因此所有通道自校准完成后，各通道的压力一致性更好；控制兼容性更好，控制更方便：气泵或者空压机与多通道压力计组合成为一个装置，排除了外部气泵与多通道压力计控制电路的兼容性问题；使用成本更低，既能满足多通道压力计同时校准多台血压计的功能，又能实现所有压力传感器通道自校准一次性完成。

本发明多通道压力计自检方法实施例1：

为了解决传统压力计自检方案成本高、操作复杂且误差较大的问题，本发明还提供了一种多通道压力计自检方法实施例1，图6为本发明多通道压力计自检方法实施例1的流程示意图；如图6所示，可以包括以下步骤：

步骤S610：在连接到高精度压力计时，通过高精度压力计向多通道压力计的微控制单元发送输出信号；由微控制单元根据输出信号分别发出第一换向控制信号和气压控制信号；

步骤S620：根据第一换向控制信号，阻断高精度压力计连接多通道压力计各气容的第一气路通道，导通高精度压力计连接多通道压力计各压力传感器的第二气路通道；

步骤S630：根据气压控制信号，对第二气路通道中的气体进行气压控制；

步骤S640：由压力传感器和高精度压力计分别根据气体的压力变化，向微控制单元输出相应的测量值；并由微控制单元根据高精度压力计的测量值和压力传感器的测量值，对多通道压力计进行压力自校准。

在一个具体的实施例中，还可以包括步骤：

根据第二换向控制信号，阻断第二气路通道，导通第一气路通道；其中，第二换向控制信号为微控制单元在压力自校准完成时发出的。

本发明多通道压力计自检方法实施例1，在多通道压力计的基础上增加了自校准通道的功能。在保留可校准多个压力计功能的情况下，若需要对内部压力传感器进行校准时，可有效并且快速的进行多通道压力传感器自校准。所有通道的压力传感器自校准均可仅仅在外部高精度压力计的连接下一次性完成。本发明操作简单，自检次数不受通道数量的影响，能够保证所有通道压力测量的一致性，控制兼容性好且控制更方便。

本发明多通道压力计自检系统实施例1:

基于以上多通道压力计自检方法的技术思想，同时为了解决传统压力计自检方案成本高、操作复杂且误差较大的问题，本发明还提供了一种多通道压力计自检系统实施例1；图7为本发明多通道压力计自检系统实施例1的结构示意图；如图7所示，可以包括：

接口模块710，用于在连接到高精度压力计时，通过高精度压力计向多通道压力计的微控制单元发送输出信号；由微控制单元根据输出信号分别发出第一换向控制信号和气压控制信号；

气动换向模块720，用于根据第一换向控制信号，阻断高精度压力计连接多通道压力计各气容的第一气路通道，导通高精度压力计连接多通道压力计各压力传感器的第二气路通道；

气压控制模块730，用于根据气压控制信号，对第二气路通道中的气体进行气压控制；由压力传感器和高精度压力计分别根据气体的压力变化，向微控制单元输出相应的测量值；并由微控制单元根据高精度压力计的测量值和压力传感器的测量值，对多通道压力计进行压力自校准。

在一个具体的实施例中，气动换向模块720，用于根据第二换向控制信号，阻断第二气路通道，导通第一气路通道；其中，第二换向控制信号为微控制单元在压力自校准完成时发出的。

在一个具体的实施例中，气动换向模块720，用于通过控制两位三通气动阀导通或阻断第一气路通道和第二气路通道。

本发明多通道压力计自检系统实施例1，在多通道压力计的基础上增加了自校准通道的功能。在保留可校准多个压力计功能的情况下，若需要对内部压力传感器进行校准时，可有效并且快速的进行多通道压力传感器自校准。所有通道的压力传感器自校准均可仅仅在外部高精度压力计的连接下一次性完成。本发明操作简单，自检次数不受通道数量的影响，能够保证所有通道压力测量的一致性，控制兼容性好且控制更方便。

以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。

以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。