專利名稱：傳感器溫度補(bǔ)償自適應(yīng)系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
傳感器溫度補(bǔ)償自適應(yīng)系統(tǒng) 技術(shù)領(lǐng)域[0001]本實(shí)用新型屬于工業(yè)自動(dòng)化中測(cè)量技術(shù)類，特別是一種為了克服溫度漂移，向智 能溫度變送器設(shè)定溫度補(bǔ)償函數(shù)的自適應(yīng)系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
[0002]溫度變送器的輸出信號(hào)，會(huì)因?yàn)榄h(huán)境溫度變化嚴(yán)重影響測(cè)量的準(zhǔn)確性，即產(chǎn)生溫 度漂移。傳統(tǒng)的溫度變送器基本上都是模擬式，模擬電子元件的的溫度漂移符合對(duì)數(shù)特性， 用同一種元件、一種參數(shù)的元件或同一函數(shù)對(duì)其補(bǔ)償，由于電子元件的離散性，對(duì)每一臺(tái)溫 度變送器溫度漂移不是一樣的，所以導(dǎo)致這些溫度變送器品質(zhì)不一致，相應(yīng)的溫度補(bǔ)償函 數(shù)也不同。實(shí)用新型內(nèi)容[0003]本實(shí)用新型所要解決的技術(shù)問(wèn)題是提供一種能夠適應(yīng)品質(zhì)不一的溫度變送器設(shè) 定出相應(yīng)的溫度補(bǔ)償函數(shù)的溫度補(bǔ)償自適應(yīng)系統(tǒng)。[0004]為了解決上述技術(shù)問(wèn)題，本實(shí)用新型提供如下技術(shù)方案[0005]傳感器溫度補(bǔ)償自適應(yīng)系統(tǒng)，包括溫度變送器、操作器口、編程器或上位機(jī)、調(diào)溫 裝置，[0006]其中溫度變送器包括依次相連的傳感元件、輸入電路、CPU處理電路，還包括與所 述傳感元件相連的熱電阻輸入恒流源，分別與輸入電路、CPU處理電路相連的電源電路，所 述傳感元件分為彼此獨(dú)立的測(cè)量傳感元件與環(huán)境傳感元件；[0007]所述調(diào)溫裝置包括環(huán)境調(diào)溫裝置與測(cè)量調(diào)溫裝置，所述測(cè)量傳感元件設(shè)于測(cè)量調(diào) 溫裝置處，所述環(huán)境傳感元件設(shè)于溫度變送器內(nèi)，而溫度變送器設(shè)于環(huán)境調(diào)溫裝置的溫度 調(diào)控空間內(nèi)；[0008]所述CPU處理電路依次與操作器口、編程器相連。[0009]進(jìn)一步，所述輸入電路、CPU處理電路之間還依次連接有運(yùn)算放大電路部分、A/D 轉(zhuǎn)換電路。[0010]進(jìn)一步，所述輸入電路還連接有輸入電路基準(zhǔn)電路。[0011]所述編程器內(nèi)預(yù)設(shè)有k-means算法、遺傳算法或神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)算法運(yùn)算程序，所述CPU 處理電路內(nèi)預(yù)設(shè)有的溫度檢測(cè)程序。[0012]上述溫度補(bǔ)償設(shè)定系統(tǒng)的使用方法[0013]步驟一利用環(huán)境調(diào)溫裝置設(shè)定一個(gè)確定的環(huán)境溫度，然后調(diào)節(jié)測(cè)量調(diào)溫裝置，編 程器最終會(huì)獲得與此次確定環(huán)境溫度相對(duì)應(yīng)的多組調(diào)溫?cái)?shù)據(jù)，其中每組調(diào)溫?cái)?shù)據(jù)包括環(huán)境 傳感元件檢測(cè)的環(huán)境溫度tn、測(cè)量傳感元件檢測(cè)的待測(cè)溫度X、CPU處理電路經(jīng)預(yù)設(shè)溫度檢 測(cè)程序得出的關(guān)于待測(cè)溫度的檢測(cè)結(jié)果V ；(在溫度變送器中tn、X均是在輸入電路中就被 轉(zhuǎn)化的對(duì)應(yīng)電壓值數(shù)字量，V直接就是CPU處理電路處理后的數(shù)字結(jié)果)[0014]步驟二 利用環(huán)境調(diào)溫裝置調(diào)整到另一個(gè)確定的環(huán)境溫度，然后調(diào)節(jié)測(cè)量調(diào)溫裝置，獲得與此次確定環(huán)境溫度相對(duì)應(yīng)的多組調(diào)溫?cái)?shù)據(jù)；[0015]步驟三數(shù)次重復(fù)步驟二，直至編程器得出達(dá)標(biāo)的溫度補(bǔ)償函數(shù)為止，所述達(dá)標(biāo)是指引入溫度補(bǔ)償函數(shù)后，待測(cè)物的測(cè)量輸入值X與檢測(cè)結(jié)果V呈線性變化。[0016]上述環(huán)境溫度均符合傳感元件的工作溫度要求。


[0017]圖1為本實(shí)用新型一種實(shí)施例的結(jié)構(gòu)框圖(未繪出環(huán)境調(diào)溫裝置、熱電阻輸入恒流源、電源電路)。
具體實(shí)施方式
[0018]傳感器溫度補(bǔ)償自適應(yīng)系統(tǒng)，包括溫度變送器、操作器口、編程器或上位機(jī)、調(diào)溫裝置，[0019]其中溫度變送器包括依次相連的傳感元件、輸入電路、CPU處理電路，還包括與所述測(cè)量傳感元件相連的熱電阻輸入恒流源，與輸入電路、CPU處理電路相連的電源電路，所述傳感元件分為彼此獨(dú)立的測(cè)量傳感元件與環(huán)境傳感元件；[0020]所述調(diào)溫裝置包括環(huán)境調(diào)溫裝置與測(cè)量調(diào)溫裝置，所述測(cè)量傳感元件設(shè)于測(cè)量調(diào)溫裝置處，所述環(huán)境傳感元件設(shè)于溫度變送器內(nèi)，而溫度變送器設(shè)于環(huán)境調(diào)溫裝置的溫度調(diào)控空間內(nèi)；[0021]所述CPU處理電路依次與操作器口、編程器相連，所述編程器內(nèi)預(yù)設(shè)有k-means算法、遺傳算法或神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)算法，所述CPU處理電路內(nèi)預(yù)設(shè)有的溫度檢測(cè)程序。將溫度變送器放在環(huán)境調(diào)溫裝置(如空調(diào))，將測(cè)量傳感元件放入某種溫調(diào)裝置中，如具有調(diào)溫功能的恒溫箱(即本發(fā)明的測(cè)量調(diào)溫裝置)的溫度調(diào)控空間內(nèi)，環(huán)境傳感元件是為了采集溫度變送器的環(huán)境溫度tn，而測(cè)量傳感元件則用來(lái)檢測(cè)恒溫箱的溫度X ； CPU處理電路內(nèi)預(yù)先設(shè)置了檢測(cè)程序，在設(shè)定好溫度補(bǔ)償函數(shù)前，CPU處理電路可以直接得到變送器的溫度檢測(cè)結(jié)果V ;具體實(shí)施過(guò)程中傳感元件采用Cu50銅電阻，為了防止銅電阻產(chǎn)生熱循環(huán)，造成測(cè)量的不準(zhǔn)確性，銅電阻工作電流只取O.1mA這樣量值(通過(guò)連接熱電阻輸入恒流源實(shí)現(xiàn))，轉(zhuǎn)換梯度為O. 0216mV /°C。[0023]在溫度變送器中tn、X均被轉(zhuǎn)化為對(duì)應(yīng)的電壓值數(shù)字量，V直接就是數(shù)字結(jié)果，最后CPU處理電路會(huì)將tn、V、X作為一組數(shù)據(jù)輸入到編程器中。通過(guò)環(huán)境調(diào)溫裝置與測(cè)量調(diào)溫裝置的調(diào)節(jié)可以得到多組數(shù)據(jù)。[0024]只要輸入三個(gè)參數(shù)，V、X、tn,在理論狀態(tài)下測(cè)量信號(hào)X與輸出信號(hào)V應(yīng)是單值線性關(guān)系，但由于tn的影響X與輸出信號(hào)V實(shí)際上不是單值線性關(guān)系，具體是什么函數(shù)，沒(méi)有必要追研。只要通過(guò)操作器口將三個(gè)參數(shù)輸入到具有k-means算法、遺傳算法或神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)算法運(yùn)算程序的編程器中，編程器自學(xué)習(xí)后生成溫度補(bǔ)償函數(shù)(Y= Σ Knf(tn))，并加載到 CPU處理電路原有的溫度檢測(cè)程序中，保持加載后的輸入(X)輸出(V)的量值轉(zhuǎn)換為線性。[0025]這樣溫度變送器中的CPU處理電路便具備克服溫漂的補(bǔ)償函數(shù)(Y= Σ Knf (tn))， 能適用于各種不同的溫度檢測(cè)環(huán)境，達(dá)到準(zhǔn)確測(cè)量的效果。由于溫度變送器內(nèi)的電路元件較多，即便是同一種元件，也無(wú)法保證元件性能完全一致，這樣針對(duì)某一變送器所計(jì)算出的溫度補(bǔ)償函數(shù)(Y= Σ Knf(tn))不一定適用于另一個(gè)變送器。所以本申請(qǐng)所介紹的方法，每個(gè)變送器計(jì)算得出的溫度補(bǔ)償函會(huì)有所不同，但所實(shí)現(xiàn)的技術(shù)效果一致，均能解決本專利所列出的技術(shù)問(wèn)題。[0026]Y表示由于環(huán)境溫度影響使測(cè)量值V與真實(shí)值V7的偏差值，只要CPU處理電路應(yīng)用原有的溫度檢測(cè)程序求得V并與溫度補(bǔ)償函數(shù)(Y= Σ Knf (tn))結(jié)合，并可近可能的得到真實(shí)值。[0027]以上所述的僅是本實(shí)用新型的優(yōu)選實(shí)施方式，應(yīng)當(dāng)指出，對(duì)于本領(lǐng)域的技術(shù)人員來(lái)說(shuō)，在不脫離本實(shí)用新型結(jié)構(gòu)的前提下，還可以作出若干變形和改進(jìn)，如將編程器替換為具有一定計(jì)算能力的上位機(jī)或服務(wù)器，這些也應(yīng)該視為本實(shí)用新型的保護(hù)范圍，這些都不會(huì) 影響本實(shí)用新型實(shí)施的效果和專利的實(shí)用性。
權(quán)利要求1.傳感器溫度補(bǔ)償自適應(yīng)系統(tǒng)，其特征在于包括溫度變送器、操作器口、編程器或上位機(jī)、調(diào)溫裝置，其中溫度變送器包括依次相連的傳感元件、輸入電路、CPU處理電路，還包括與所述傳感元件相連的熱電阻輸入恒流源，分別與輸入電路、CPU處理電路相連的電源電路，所述傳感元件分為彼此獨(dú)立的測(cè)量傳感元件與環(huán)境傳感元件；所述調(diào)溫裝置包括環(huán)境調(diào)溫裝置與測(cè)量調(diào)溫裝置，所述測(cè)量傳感元件設(shè)于測(cè)量調(diào)溫裝置處，所述環(huán)境傳感元件設(shè)于溫度變送器內(nèi)，而溫度變送器設(shè)于環(huán)境調(diào)溫裝置的溫度調(diào)控空間內(nèi)；所述CPU處理電路依次與操作器口、編程器相連。
2.如權(quán)利要求1所述傳感器溫度補(bǔ)償自適應(yīng)系統(tǒng)，其特征在于所述輸入電路、CPU處理電路之間還依次連接有運(yùn)算放大電路部分、A/D轉(zhuǎn)換電路。
專利摘要本實(shí)用新型公開了一種向智能溫度變送器設(shè)定溫度補(bǔ)償函數(shù)的自適應(yīng)系統(tǒng)，包括溫度變送器、操作器口、編程器或上位機(jī)、調(diào)溫裝置，溫度變送器其傳感元件包括測(cè)量傳感元件與環(huán)境傳感元件，所述調(diào)溫裝置包括環(huán)境調(diào)溫裝置與測(cè)量調(diào)溫裝置，所述測(cè)量傳感元件設(shè)于測(cè)量調(diào)溫裝置處，所述環(huán)境傳感元件設(shè)于溫度變送器內(nèi)，而溫度變送器設(shè)于環(huán)境調(diào)溫裝置的溫度調(diào)控空間內(nèi)。本實(shí)用新型克服了現(xiàn)有技術(shù)中溫度變送器品質(zhì)不一，難以設(shè)定溫度補(bǔ)償函數(shù)的技術(shù)缺陷，提供一種能夠適應(yīng)不同溫度變送器，制定出對(duì)應(yīng)溫度補(bǔ)償函數(shù)的自適應(yīng)系統(tǒng)。
文檔編號(hào)G01D3/028GK202853626SQ201220454558
公開日2013年4月3日 申請(qǐng)日期2012年9月7日 優(yōu)先權(quán)日2012年9月7日
發(fā)明者唐曉陵 申請(qǐng)人:重慶藍(lán)陵工業(yè)自控儀表有限責(zé)任公司