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技术领域

本发明属于汽车安全控制领域，具体涉及到一种汽车内儿童紧急逃生控制系统。

背景技术

由于经济的快速发展，中国已经实现汽车的普及化，每个家庭在购置轿车的同时也会给 车窗玻璃贴膜，贴膜后的汽车，将很难从外面看到车内状况。在中国，每年都会发生极少部 分家长将儿童留在车中，而且家长离开车辆时，所有车窗玻璃将升起来，车门也将锁好，整 个车内成了一个密闭的空间，另外，现代汽车门锁的设计都是防止儿童打开，当家长再次发 现孩子时，孩子可能失去了生命，给众多家庭带来巨大的悲痛。

儿童单独留在车中是非常危险的状况，在夏天的时候将更加危险，根据一项研究项目发 现，当气温达到35℃时，阳光照射15分钟，封闭车厢里的温度就能升至65℃，在这样的环 境里待上半小时就能致命，由于儿童发育未完全，自身保护能力弱，其体温上升、体内水分 散失的速度远比成年人快，其呼吸系统和耐热能力也不如成年人，因此在“闷罐车”里极易 发生“热射病”。这种疾病是指因高温引起的人体体温调节功能失调，体内热量过度积蓄，从 而引发神经器官受损，直至死亡。

目前，这种“事故”在不断发生，但是没有发现相应的专利技术，在儿童被单独“遗留” 在汽车内时，帮助其脱离危险。

发明内容

根据以上现有技术的不足，本发明所要解决的技术问题是提出一种汽车内儿童紧急逃生 控制系统，本发明控制系统将根据情况自动将四个车门的玻璃降下来,同时接通空调装置的鼓 风机,让鼓风机运转，实现车内换气。

为了解决上述技术问题，本发明采用的技术方案为：一种汽车内儿童紧急逃生控制系统， 包括车窗控制电路和鼓风机控制电路，还包括车外温度传感器、分贝传感器、温湿度压力传 感器和控制器，车外温度传感器、分贝传感器和温湿度压力传感器分别检测车外的温度、车 内的声音分贝值以及车内的温度、湿度和压力数据，并发送给控制器，控制器对上传数据分 析处理，超过预设阈值时，向车窗控制电路和鼓风机控制电路发送开窗信号和鼓风机启动信 号，所述控制器的电源电路在汽车点火钥匙拔下时接通。

所述温湿度传感器包括半导体检测单元、二次转换单元和信号处理单元，半导体检测单 元包括两个半导体应变片R_ε1和R_ε2，半导体应变片R_ε1和R_ε2设在半径为r₀的圆形膜片上，圆形 膜片设在U型支座上，膜片与U型支座间形成一个干燥的空气密封腔，两个半导体应变片受 到膜片内外两侧的压力差和温度激励作用下输出电阻响应，二次转换单元将电阻响应信号转 换为脉宽信号，信号处理单元通过数据解耦分离出温度、内外压力差和相对湿度数据。所述 的半导体应变片R_ε1设置在圆心位置，R_ε2设置在膜片0.89r₀的圆上，两个半导体应变片在气 压激励下各自产生的电阻增量数值相同，正负相反。所述二次转换单元包括两个相同的脉冲 信号转换电路，一个半导体应变片对应连接一个脉冲信号转换电路，脉冲信号转换电路包括 555定时器、电阻R和电容C，电阻R连接在555定时器的2号引脚和3号引脚之间，电容C 连接在555定时器的2号引脚上，2号引脚和6号引脚短接，3号引脚和7号引脚短接，555 定时器的7号引脚输出脉宽信号到信号处理单元。所述脉冲信号转换电路的脉宽转换公式为 τ＝ln2·C·R，式中τ为输出脉宽，R是电路接收的半导体应变片的电阻响应值，C为云母标 准电容，脉宽输出τ与各自所接电阻R成正比。所述信号处理单元中设有GPS单元和大气压数 值表，GPS单元连接在信号处理单元上用来定位传感器安装点的经纬度，查询安装点的大气 压数值。所述信号处理单元中设有温度饱和水汽分压表，信号处理单元通过当前温度值调用 相应的饱和水汽分压值。所述膜片为黄铜膜片。

本发明的有益效果为：1.本发明只有在车钥匙拔下的情况下才工作，避免本控制装置长 时间通电工作；2.通过温湿度压力传感器、车内分贝(噪音)传感器、车外温度传感器等综 合判断车内是否有儿童被遗留在车内，当判断有儿童遗留在车内并有危险状况发生时，则控 制所有车窗玻璃下降，鼓风机工作，避免危险状况发生；3.本发明不改变汽车ECU程序，也 不改变原车控制结构，只增加了传感器、单片机等部件，具有设计简单、实施方便、性能可 靠等特点。

附图说明

下面对本说明书附图所表达的内容及图中的标记作简要说明：

图1为本发明具体实施方式控制系统流程图。

图2为本发明具体实施方式控制系统电路图。

图3是本发明的具体实施方式的温湿度压力传感器中应变片的安装示意图。

图4是本发明的具体实施方式的温湿度压力传感器的结构示意图。

图5是本发明的具体实施方式的应变片的应变分布图。

图6是本发明的具体实施方式的温湿度压力传感器工作原理结构框图。

图7是本发明的具体实施方式的温湿度压力传感器的信号流程框图。

图8是本发明的具体实施方式的脉宽信号转换电路图。

图中，1、U型支座，2、空气密封腔腔，3、膜片，4、半导体应变片R_ε1，5、半导体应 变片R_ε2,K为单片机电源开关，K11为左前玻璃下降控制开关，K12为右前玻璃下降控制开 关，K21为左后玻璃下降控制开关，K22为右后玻璃下降控制开关，K3为鼓风机开关，M11 为左前玻璃升降电机、M12为右前玻璃升降电机、M21为左后玻璃升降电机、M22为右后玻 璃升降电机、M3为鼓风机。

具体实施方式

下面对照附图，通过对实施例的描述，本发明的具体实施方式如所涉及的各构件的形状、 构造、各部分之间的相互位置及连接关系、各部分的作用及工作原理、制造工艺及操作使用 方法等，作进一步详细的说明，以帮助本领域技术人员对本发明的发明构思、技术方案有更 完整、准确和深入的理解。

本专利提出了一种汽车内儿童紧急逃生控制系统，该装置在原车电气设备的基础上，增 加了车外温度传感器、车内分贝(噪音)传感器、车内温湿度压力传感器、单片机电源开关 和控制器等，控制器采用单片机。

本发明的思路为：

一、单片机电源开关K为常闭型，当汽车点火钥匙被拔下的时候，K是闭合的，单片机 获得电源，本发明控制装置才能工作；当点火钥匙没有被拔下的时候，K打开，单片机失去 电源，本发明控制装置不工作，避免在不需要的情况下，单片机长时间通电。

二、温湿度压力传感器安装在车内，可以同时测量车内的温度值、压力值和湿度值，传 感器的输出信号通过预处理后，送入单片机中。

三、当儿童被单独遗留在车内时，儿童在呼叫过程中，会呼出大量带有水分的气体，导 致车内空气湿度增加，同时孩子在密闭的车内呼救过程中，车外人员可能听不到，但是由于 孩子声音尖锐，车内声音的分贝值较大，因此，可以通过湿度或者噪音信号判断车内异常状 况。

四、当汽车点火钥匙拔下的时候，单片机获得电源，本装置投入工作，如图1所示，温 度压力湿度传感器测得的车内温度与车外温度传感器测得的温度相比较，当两者之差大于设 定的温度阈值时进入下一步，再由温度压力湿度传感器测得车内压力是否大于阈值，如果大 于设定的压力阈值则进入下一步，再由温度压力湿度传感器测得车内空气湿度是否大于阈值， 如果空气湿度也大于设定的湿度阈值时进入下一步，再由车内分贝(噪音)传感器通过测得 的数值是否大于分贝阈值，进而判断车内是否有人在异常呼叫，如果此时判断有人在异常呼 叫，则本控制装置判断儿童被困在车内，并有异常状况，则单片机通过相应的端口给四个车 门的控制单元和鼓风机控制单元送出信号，让四个车窗玻璃同时下降，鼓风机运转，让车内 温度快速降下来，也让周围的人员听到困在车内儿童的呼救声，实施救援，避免危险状况进 一步发生。

本发明为了达到当儿童被“遗留”在车内，给儿童提供紧急逃生的目的，在原有汽车部 件的基础上(左前玻璃下降控制开关K11、右前玻璃下降控制开关K12、左后玻璃下降控制 开关K21、右后玻璃下降控制开关K22、鼓风机开关K3、左前玻璃升降电机M11、右前玻璃 升降电机M12、左后玻璃升降电机M21、右后玻璃升降电机M22、鼓风机M3、以及相应的 控制电路等)，增加了车外温度传感器、车内分贝(噪音)传感器、温湿度压力传感器、单片 机电源开关K、单片机等。车外温度传感器通过b1端口和b2端口将车外温度信号送到单片 机中；车内分贝(噪音)传感器通过c1端口和c2端口将车内声音信号送到单片机中；温湿 度压力传感器通过d1端口和d2端口将车内空气温度、空气压力和空气湿度等信号送到单片 机中；单片机同时获得车外温度传感器、车内分贝(噪音)传感器、温湿度压力传感器等信 号，当有儿童被家长“遗忘”在车内时，如果汽车在外部阳光的照射下，车内的温度和压力 将上升，此时车内的儿童将大声呼叫，在呼叫的过程中，车内的空气湿度将增大，车内的声 音分贝也将增大，则单片机根据车内外温度差大于设定的温度阈值、车内的压力大于设定的 压力阈值、车内的空气湿度大于设定的湿度阈值、车内的声音分贝大于设定的分贝阈值时， 判断儿童在车内有危险状况发生，单片机将同时发出五路信号：

第一路信号通过单片机n端口送给左前玻璃升降电机，左前玻璃升降电机控制该侧车窗 玻璃降到最低时，单片机n端口停止信号的输出，电流流向为：单片机n端口→玻璃下降控 制电路→左前玻璃升降电机M11→电源负极；

第二路信号通过单片机m端口送给右前玻璃升降电机，右前玻璃升降电机控制该侧车窗 玻璃降到最低时，单片机m端口停止信号的输出，电流流向为：单片机m端口→玻璃下降控 制电路→右前玻璃升降电机M12→电源负极；

第三路信号通过单片机h端口送给左后玻璃升降电机，左后玻璃升降电机控制该侧车窗 玻璃降到最低时，单片机h端口停止信号的输出，电流流向为：单片机h端口→玻璃下降控 制电路→左后玻璃升降电机M21→电源负极；

第四路信号通过单片机g端口送给右后玻璃升降电机，右后玻璃升降电机控制该侧车窗 玻璃降到最低时，单片机g端口停止信号的输出，电流流向为：单片机g端口→玻璃下降控 制电路→右后玻璃升降电机M22→电源负极；

第五路信号通过单片机f端口送给空调系统的鼓风机，鼓风机获得电源而运转，给车内 送入新鲜空气，电流流向为：单片机f端口→鼓风机M3→电源负极。

此时，四个车窗升降电机获得电源，控制四个车窗的玻璃下降到最低，车外的空气通过 车窗吹入车内，另外鼓风机获得电源而运转，给车内强制送入外界空气，车内的温度和压力 由于车窗玻璃降下来和鼓风机的运转而降下来，避免儿童由于“热射病”而导致死亡，儿童 呼叫声也能够传出来(车窗关闭时，阻止声音传播)，周围人员可以对儿童实施救助，避免危 及生命的状况发生。

本发明提供的车内温湿度压力传感器使用解析法从多种激励因素中分离出相应的转换响 应，设计了一种由弹性膜片和U型支座组成的温湿度压力传感器，弹性膜片和U型支座间形 成一个干燥空气密封腔，在膜片外表的圆心和靠周边的合适位置各配置了一个半导体应变片。 以此装置来接收空气中的多种激励信息，再经过二次变换和信号处理后，就可得到温度，相 对湿度和大气压等数据信息。该装置没有传统湿敏元件的时滞长、不稳定性和难以维护保养 的问题，在恶劣环境中能保持转换精度和长期稳定性，且便于维护。本发明的温湿度压力传 感器只用应变电阻传感器以转换多种大气状态参数，相比于传统的温湿度压力传感器，实现 了单一的敏感结构具有多种转换功能的设计方法。

所述温湿度压力传感器包括半导体检测单元、二次转换单元和信号处理单元，半导体检 测单元中设有两个半导体应变片R_ε1和R_ε2安装在半径为r₀的圆形膜片上，半导体应变片受压 电阻发生变化输出电阻响应，二次转换单元接收半导体检测单元的输出信号，将电阻响应信 号转换为脉宽信号，信号处理单元解耦分析二次转换单元的输出信号，分离出温度、相对湿 度和大气压数据。

所述半导体检测单元中，两个半导体应变片在气压激励下各自产生的电阻增量数值相同， 正负相反，其中一个半导体应变片安装在圆心位置，另一个半导体应变片安装在半径0.89r₀的 同心圆的位置上。所述二次转换单元包括两个相同的脉冲信号转换电路，一个半导体应变片 对应连接一个脉冲信号转换电路，脉冲信号转换电路包括555定时器、电阻R和电容C，电 阻R连接在555定时器的2号引脚和3号引脚之间，电容C连接在555定时器的2号引脚上， 2号引脚和6号引脚短接，3号引脚和7号引脚短接，555定时器的7号引脚输出脉宽信号连 接到信号处理单元。所述脉冲信号转换电路的脉宽转换公式为τ＝ln2·C·R，式中τ为输出 脉宽，R是电路中的电阻，C为云母标准电容，脉宽输出τ与各自所接电阻R成正比。所述圆 形膜片根据半导体检测单元中的两个半导体应变片的应变变化分为正应变片区和负应变片区， 以半径0.63r₀的同心圆为界。所述信号处理单元中设有GPS单元和大气压数值表，GPS单元 连接在信号处理单元上用来定位传感器安装点的经纬度，查询安装点的大气压数值。所述信 号处理单元中设有温度饱和水汽分压表，信号处理单元利用温度调用相应的饱和水汽分压值。 所述集成温度相对湿度传感器设置在圆柱形的U型支座1上，圆形膜片3设置在U型支座1 的上表面，圆形膜片3选用黄铜膜片，U型支座1和黄铜膜片之间设有空气密封腔2，两个半 导体应变片安装在黄铜膜片的表面。

所述信号处理单元利用大气中水蒸气分压力与敏感电阻之差，经二次变换后的脉宽及其 对始终频率的计数之差成正比，大气环境温度与敏感元件的计数之和呈单值对应函数关系， 计算出应变片所受差压值、水蒸气分压值和温度值。所述信号处理单元利用温度饱和水汽分 压表，利用温度值调用相应的饱和水汽分压值，根据相对湿度的公式计算出相对湿度。

本发明的温湿度压力传感器检测模块的具体检测方法如下：步骤一、连接安装传感器电 路；步骤二、调整两个半导体应变片的安装位置，确认两个半导体应变片的受气压激烈作用 产生的电阻增量相等，正负相反；步骤三、半导体应变片的电阻变化量输入到二次转换单元 进行脉宽转换，输出脉宽信号；步骤四、信号处理单元接收二次转换单元输出的脉宽信号， 利用道尔顿定律、应变片原理和解析法分析半导体应变片的变化量、温度和水蒸气分压数据， 计算出待测点的相对湿度和大气压值。

所述信号处理单元利用大气中水蒸气分压力与敏感电阻半导体应变片之差，经二次变换 后的脉宽及其对始终频率的计数之差成正比，大气环境温度与敏感电阻的计数之和的对数成 反比关系，计算出应变片所受差压值ΔP、水蒸气分压P_W和温度值t。所述信号处理单元利用 温度饱和水汽分压表，根据温度值调用相应的饱和水汽分压值，根据相对湿度的公式 计算出相对湿度，式中为相对湿度，P_WS为大气压中在某一温度下的饱和水汽 分压力。下文通过公式推导详述本发明的温湿度压力传感器检测温度、湿度以及气压值的过 程。

一、大气状态参数

道尔顿定律指出，混合大气的总压力等于各组成气体的分压力之和，如公式(1)所示：

P_M＝P_d+P_W(Pa)(1)

式中P_M(Pa)为混合气体的总压力，P_d(Pa)为干燥大气的分压力，P_W(Pa)为空气中 所含水蒸气分压力，其中P_W在P_M占最大份额，为5％左右，故P_M和B压力均比较接近标准 大气压。

相对湿度(RH％)的公式为：

式中表示相对湿度，P_WS为大气压在某一温度下，饱和水汽分压力(Pa)，它随温度而 变，可通过已知温度查表或由回归拟合曲线方程求得。由公式(1)可得，若通过仪表能测出 差压P_M-P_D，即可计算出P_W，再以所测温度，在湿空气密度、水蒸气压力、含湿量对照表中 找到P_WS，便可由公式(2)算出相对湿度(RH％)。

二、应变片及其转换特性

传感器中应变片的安装示意图如图3所示，传感器的结构示意图如图4所示，应变片的 转换特性及应变分布如图3所示。温湿度压力传感器为圆柱状结构，外壳包括U型支座1和 圆形膜片3，圆形膜片3覆盖在U型支座1上，二者之间形成一个空气密封腔2，两个半导体 应变片安装在圆形膜片3上，通过测量半导体应变片的电阻变化计算出温湿度压力传感器安 装环境中的温度、相对湿度和大气压数据。

混合大气压P_M均匀作用于弹性膜片的外表面，于是膜片两侧的差压为：

ΔP＝P_M–P_re＝P_W+P_d–P_re(Pa)(3)

式中P_re＝4·10⁴(Pa)为密封腔中设定的参照压力，标准大气压值为P_d＝101325(Pa)， 从而可算出大气中水汽分压力P_W(Pa)。

在差压ΔP作用下，膜片表面上应力和应变的分布如下式所示：

径向应力：

径向应变：

式(4)和(5)中，本发明选用弹性较好的黄铜膜片，E(Pa)为膜片弹性模量，约为 7*10¹⁰Pa，μ为泊松比，约为0.33，r₀为圆形膜片3的外半径40(mm)，h为圆形膜片3的膜 片厚度0.1(mm)，b为U型支座1的厚度5(mm)，U型支座1的高度为10(mm)，ΔP为 作用在膜片两侧的差压(Pa)，r(mm)为应变片位置的半径。

若将已知常数代入(4)式，可得圆心应力σ_r＝0＝8*10⁴*ΔP(Pa)(6)。

应变片的灵敏系数K_ε和转换特性如公式(7)所示：

ΔR ϵ R 0 = K ϵ * ϵ - - - ( 7 ) ]]>

式中R₀为t＝0℃和ε_r＝0时应变片电阻(Ω)，K_ε约为125，ΔR_ε则为应变片在ε_r激励下电 阻的变化量(Ω)，将(6)式代入(7)可得：

ΔR ϵ R 0 = 10 7 * Δ P E - - - ( 8 ) ]]>

若将E＝7*10¹⁰Pa代入式可知，应变片所能输出的相对电阻变化，在最大量程下也只有 10^-2量级，故需在装置中加入二次变换和信号处理电路，以获取所需的灵敏度和分辨力。

三、二次变换和信号传送流程

工作原理结构框图如图6所示，温湿度压力传感器包括半导体检测单元、二次转换单元、 信号处理单元，半导体检测单元中设有两个半导体应变片，半导体应变片受压电阻发生变化 输出电阻响应，半导体检测单元的输出端连接二次转换单元，二次转换单元接收半导体检测 单元的输出信号，二次转换单元将电阻响应信号转换为脉宽信号，二次转换单元的输出端连 接信号处理单元，信号处理单元解耦分析二次转换单元的输出信号。

信号流程框图如图7所示，二次转换单元包括两个相同的脉冲信号转换电路，脉冲信号 转换电路由555定时器C1和C2组成，二次转换单元和信号处理单元还设有选通开关，选用 C3开关，信号处理单元主要组成为C4单片机。图7中R_ε1和R_ε2在P_W和t激励下，各自产生 不同的R₁和R₂响应，它们经两个相同的脉冲信号转换电路的C1、C2芯片555变换后，各 自产生τ₁和τ₂(S)脉宽输出，该脉宽信号经C3开关选通后再送至C4单片机进行信号处理。 脉冲信号转换电路如图8所示，电阻R连接在C定时器555的2号引脚和3号引脚之间，电 容C连接在555定时器的2号引脚上，2号引脚和6号引脚短接，3号引脚和7号引脚短接， 555定时器的7号引脚输出脉宽信号连接到信号处理单元。由于应变片的不同，两个脉冲电 路中的电阻和输出脉宽可以用R₁和R₂、τ₁和τ₂表示。

脉宽转换公式：τ＝ln2·C·R(S)对应到两个脉冲信号转换电路即为：

τ₁＝ln2·C₀·R₁(S)(9)

τ₂＝ln2·C₀·R₂(S)(10)

式中τ₁和τ₂为两个半导体应变片对应的两路脉宽输出信号，R₁和R₂为半导体应变片的电 阻变化值计量单位为Ω，C₀(F)为云母标准电容，约为0.72×10^-6F，上式表明脉宽输出与 各自所接电阻R₁和R₂成正比。

四、在多因素输入时，合成响应的解耦处理

在τ₁和τ₂中隐含有水汽分压P_W和温度t两种信息，如何能让其在后续的数据处理中分离， 需通过数据解耦技术来实现信息分离和复原。

R₁和R₂电阻变化公式为：

R 1 = R 0 · E X P [ B ( 1 T - 1 T 0 ) ] + ΔR ϵ 1 ( Ω ) - - - ( 11 ) ]]>

R 2 = R 0 · E X P [ B ( 1 T - 1 T 0 ) ] + ΔR ϵ 2 ( Ω ) - - - ( 12 ) ]]>

式中R₀＝1000Ω为基准电阻；B＝4850(K)为半导体应变片的阻温系数；T₀＝273(K) 为参照温度；T(K)为输入温度；ΔR_ε1和ΔR_ε2分别为R₁和R₂在大气压力激励下各自产生的 电阻增量。由以上两式可知，如能让ΔR_ε1和ΔR_ε2数值相同，但正负相反，即(11)和(12) 式可变成：

R 1 = R 0 · E X P [ B ( 1 T - 1 T 0 ) ] + ΔR ϵ ( Ω ) - - - ( 13 ) ]]>

R 2 = R 0 · E X P [ B ( 1 T - 1 T 0 ) ] - ΔR ϵ ( Ω ) - - - ( 14 ) ]]>

将以上两式相减或相加，就可分离出P_W和t两种输入信息，即相加时R1+R2＝f_t(T)，和 相减时R1-R2＝f_ε(P_W)，即和与差的结果只与单一输入信息一一对应，ΔR_ε1＝-ΔR_ε2＝ΔR_ε。

参见图1，整个膜片外表面在差压ΔP作用下，以半径r＝0.63r₀为界，区分为正负两个应 变区。靠圆心部分内圆为正ε区，而靠周边外圆部分则为负ε区，在此两个区域的合适位置上， 可以找到ε数值相等但极性相反的两个点，其一在圆心处，r₁＝0，而另一点经(5)式计算为 r₂＝0.89r₀处。在此两点上配置两片性能相同的半导体应变片，并让其中心与膜片上参照点重 合，于是就实现了式(13)和(14)的定量关系。

将式(13)加式(14)得

上式中已消除了ε信息对(R₁+R₂)数量上的干扰，然而R₁和R₂分别联接到555芯片的 充放电电路中，故已无法将R₁和R₂直接相加，此时就需经过数据运算处理来实现。若让脉宽τ₁和τ₂在单片机中对时钟频率f₀计数，则有计数值N₁和N₂为：

N₁＝τ₁·f₀(16)

N₂＝τ₂·f₀(17)

τ₁+τ₂＝(N₁+N₂)/f₀(S)(18)

联立以上公式，并经过整理可得：

T = B l n [ ( E X P B T 0 ) * ( N 1 + N 2 1000 ) ] = 4850 l n [ 5.2 * 10 4 * ( N 1 + N 2 ) ] - - - ( 19 ) ]]>

摄氏温度：t＝T-273(℃)(20)

式中各常系数是在R₀＝1000Ω，C₀＝7.2*10^-6F和f₀＝10MHZ条件下算出的。从R₁和R₂的 二次转换信息中分离出应变和水蒸气分压P_W等信息，将(13)式减去(14)式，可得

R1-R2＝2ΔR_ε＝2R₀K_ε·ε(Ω)(21)

再利用τ₁-τ₂＝(N₁-N₂)/f₀和(5)、(9)、(10)式等联立，经整理可得，

ΔP＝10·(N₁-N₂)(Pa)(22)

公式(19)和(22)即为传感器的两种输入-输出特性方程，均有足够的灵敏度和分辨力。 已知式中P_WS可通过温度t经查表或下述回归方程算出，

P_WS＝a·EXP(b·t)(Pa)(23)

式中a为6.16(Pa)，b为0.064(1/℃)为拟合常数，于是得

P_WS＝6.16·EXP(0.064·t)(Pa)(24)

大气压力不是一个定值，随着地区海拔高度的不同而存在差异，同时还随季节温度变化 而稍有改变，对P_W计算可近似地用下式描述：

P_W＝ΔP+P_re-Bf(T)+h·8.76(Pa)(25)

式中h为当地海拔高度(m)，系数8.76(Pa/m)为大气压衰减斜率，f(T)为温度修正系 数可经过实验测量数据的拟合曲线而加以估算。由于在沿海地区冬夏气压变化比为1.02，而 在青海地区冬夏比仅为1.0026。均随温度下降而略有增加。故当不考虑温度微小影响，且在 沿海地区时，式(25)可简化为：

P_W＝ΔP+(P_re-B)＝10(N₁-N₂)+(P_re-B)(Pa)(26)

本发明解析过程的理论基础之一是标准大气压为常数，实际的大气压随当地海拔高度而 变，当装置使用地区海拔高度与参照高度差异较大时，公式(3)中P_d应通过软件予以校正， 以维持水汽分压力的数据转换精度。所以本发明在信号处理单元中设有GPS单元和大气压数 值表，GPS单元连接在信号处理单元上用来定位传感器安装点的经纬度，查询安装点的大气 压数值即传感器中的干燥空气腔内的分压力，结合信号处理单元计算出的大气中水蒸气分压 力值，进而利用公式(1)：P_M＝P_d+P_W(Pa)计算出混合大气的压力值，即安装点的压力值。

至此，温度、相对湿度和大气压的数值都能计算求解出来。本发明提供的温湿度压力传 感器具有结构简单、易于实施。本发明中经解析法得到：大气中水蒸气分压力与敏感电阻之 差，即经二次变换后的脉宽及其对始终频率的计数之差，成正比，而大气环境温度则与敏感 元件的计数之和的对数成反比关系。本发明解析过程的理论基础是物理大气压为常数，实际 的大气压随当地海拔高度而变，当装置使用地区海拔高度与参照高度差异较大时，应通过软 件予以校正，以维持水汽分压力的数据转换精度。

上面结合附图对本发明进行了示例性描述，显然本发明具体实现并不受上述方式的限制， 只要采用了本发明的方法构思和技术方案进行的各种非实质性的改进，或未经改进将本发明 的构思和技术方案直接应用于其它场合的，均在本发明的保护范围之内。本发明的保护范围 应该以权利要求书所限定的保护范围为准。