CN106092375B - 机载设备地面温度传感器的校验方法及校验仪器 - Google Patents

机载设备地面温度传感器的校验方法及校验仪器 Download PDF

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Abstract

本发明提供一种机载设备地面温度传感器的校验方法，利用标准电炉对温度传感器进行校验，首先将标准电炉温度调整到温度传感器量程的最低值，对零点值进行修正；再将标准电炉温度调整到温度传感器量程的最高值，对线性值进行修正；将标准电炉温度调整到温度传感器量程的任意中间值，并利用修正后的零点值和线性值计算出采集数据实际值，根据上述至少三个点判断是否符合线性关系，根据线性关系来判断温度传感器是否合格，简单快捷地实现对温度传感器的校验。

Description

机载设备地面温度传感器的校验方法及校验仪器
技术领域
本发明涉及一种机载设备地面温度传感器的校验方法及校验仪器，可广泛应用于化工、医疗设备、机载设备。
背景技术
随着工业生产自动化程度的不断提高，工业生产企业对现场校准的需求日显突出。现场测温校准装置被越来越多地用于工业温度现场校准。在许多行业中需要对温度进行检测与控制。常用的温度检测元件为铂电阻、热电偶温度计，检定/校准时通常使用水浴或油浴等恒温槽作为恒温场，这类恒温槽的温度均匀性较好稳定度高，受外界温度影响小，但这类恒温槽的体积都较庞大，温度稳定时间较长，无法满足现场快速检定或校准的需要。
发明内容
为解决现有技术存在的问题，本发明提供一种机载设备地面温度传感器的校验方法，利用校验炉对温度传感器进行校验，快速判断温度传感器是否正常。
本发明提供的机载设备地面温度传感器的校验方法，包括以下步骤；
(1)校验炉温度调整到温度传感器的量程最低值，并记为采集数据实际最小目标值，温度传感器***校验炉，获取当前温度传感器的输出信号的采样值；
(2)根据电信号的采样值计算出最小采集数据实际值，计算公式为：
其中：线性值取1，零点值取0，测量上限、测量下限为该温度传感器的测量量程上限、下限，信号上限、限号下限为该温度传感器的输出信号的上限、下限；
(3)根据最小采集数据实际值及采集数据实际最小目标值计算得出修正后的零点值，计算公式为：
零点值＝采集数据实际最小目标值-最小采集数据实际值 ②；
(4)校验炉温度调整到温度传感器的量程最高值，并记为采集数据实际最大目标值，获取当前温度传感器的输出信号的采样值；根据公式①计算得出最大采集数据实际值，其中，线性值取1，零点值为步骤(3)中计算得到的修正后的零点值，测量上限、测量下限为该温度传感器的测量量程上限、下限，信号上限、限号下限为该温度传感器的输出信号的上限、下限；
(5)根据最大采集数据实际值、采集数据实际最大目标值、最小采集数据实际值及采集数据实际最小目标值计算得出修正后的线性值，计算公式为：
(6)校验炉温度调整到温度传感器测量量程范围内的任意中间值，获取当前温度传感器的输出信号的采样值；根据公式①计算得出当前的采集数据实际值，其中，零点值为步骤(3)中计算得到的修正后的零点值，线性值为步骤(5)中计算得到的修正后的线性值，测量上限、测量下限为该温度传感器的测量量程上限、下限，信号上限、限号下限为该温度传感器的输出信号的上限、下限；
(7)判断最小采集数据实际值、最大采集数据实际值以及步骤(6)计算得到的采集数据实际值与对应的温度传感器输出信号的采样值构成的坐标点之间是否具有线性关系，如果具有线性关系，则该温度传感器合格。
优选地，所述步骤(6)中，选择温度传感器测量量程范围内的至少两个中间值，并计算相应的采集数据实际值。
优选地，所述步骤(7)中，如果具有线性相关关系，则该温度传感器合格。
优选地，还应判断当前的采集数据实际值与校验炉温度之间的误差与温度传感器标定误差的关系，如果误差小于或等于温度传感器标定误差，则该温度传感器合格。
优选地，温度传感器的输出信号为电压信号或电流信号。
优选地，所述校验炉为标准电炉。
本发明还提供一种机载设备地面温度传感器校验仪器，包括电源模块及显示屏，所述电源模块用于对机载设备地面温度传感器校验仪器进行供电；其特征在于：还包括校验炉温度控制模块、采样模块、数据处理单元、控制单元、存储模块、采集模块以及显示模块；所述控制单元分别与所述采集模块、校验炉温度控制模块、采样模块、数据处理单元以及显示模块连接；所述存储模块分别与所述数据处理单元、采样模块连接；所述显示模块与所述显示屏连接；
所述校验炉温度控制模块根据所述控制单元输出的数值控制校验炉的温度；
所述采样模块根据用于采集温度传感器的输出信号并将输出信号存入存储模块；
所述数据处理单元从存储模块中读取数据并执行权利要求1或2所述的步骤(2)、(3)、(5)、(7)以及步骤(4)、(6)中的最大采集数据实际值以及采集数据实际值的计算，并将步骤(7)中的判断结果发送给控制单元；
所述数据采集模块用于接收用户输入的采集数据实际最小目标值、采集数据实际最大目标值以及温度传感器测量量程中间值并发送给所述控制单元；
所述控制单元用于接收所述数据采集模块输出的数据并存入存储模块以及发送给所述校验炉温度控制模块；所述控制单元还用于将所述数据处理单元输出的判断结果发送给所述显示模块；
所述显示模块根据控制单元输出的判断结果驱动显示屏进行显示。
本发明提供的机载设备地面温度传感器的校验方法，利用标准电炉对温度传感器进行校验，首先将标准电炉温度调整到温度传感器量程的最低值，对零点值进行修正；再将标准电炉温度调整到温度传感器量程的最高值，对线性值进行修正；将标准电炉温度调整到温度传感器量程的任意中间值，并利用修正后的零点值和线性值计算出采集数据实际值，根据上述至少三个点判断是否符合线性关系，根据线性关系来判断温度传感器是否合格，简单快捷地实现对温度传感器的校验。本发明可广泛应用于化工、医疗设备、机载设备。
附图说明
图1为本发明所述机载设备地面温度传感器校验仪器结构框图。
具体实施方式
零点值＝采集数据实际最小目标值-最小采集数据实际值 ②；
实施例一：
结合图1，使用标准电炉对Pt100温度传感器进行校验，该Pt100温度传感器的输出电压范围为1-5V，即信号下限为1，信号上限为5，测量温度量程为0-600℃，即测量下限为0，测量上限为600，Pt100温度传感器标定误差为0.6％，测量上限、测量下限、信号上限、信号下限存入存储模块中。
(1)用户通过校验仪输入0℃，采集模块接收后将该数据传送给控制单元，控制单元将该数据存入存储模块，同时发送给校验炉温度控制模块，校验炉温度控制模块将标准电炉温度值调为0℃，即采集数据实际最小目标值为0，将Pt100温度传感器***标准电炉，等Pt100温度传感器参数稳定后，采样模块获取到当前Pt100温度传感器输出的电压值，采样模块得到的采样值为1.0006666667V，并将采样值存入存储模块；
(2)数据处理单元从存储模块中读出采集数据实际最小目标值、采样值、测量上限、测量下限、信号上限、信号下限，根据公式①计算出最小采集数据实际值，其中，线性值和零点值分别为1和0；将最小采集数据实际值存入存储模块；
(3)数据处理单元从存储模块读出采集数据实际最小目标值、最小采集数据实际值，根据公式②计算得出零点值＝0-0.1＝-0.1，将零点值存入存储模块；
(4)用户通过校验仪输入600℃，采集模块接收后将该数据传送给控制单元，控制单元将该数据存入存储模块，同时发送给校验炉温度控制模块，校验炉温度控制模块将标准电炉温度值调为600℃，即采集数据实际最大目标值600，将Pt100温度传感器***标准电炉，等Pt100温度传感器参数稳定后，利用采样模块得到当前Pt100温度传感器输出的电压值，采样模块得到的采样值为5.00266667V，将采样值存入存储模块；
(5)数据处理单元从存储模块中读出采集数据实际最大目标值、采样值、零点值、测量上限、测量下限、信号上限、信号下限，根据公式①计算出最大采样数据实际值，其中，线性值和零点值分别为1和-0.1；将最大采集数据实际值存入存储模块；
(6)数据存储单元从存储模块读出采集数据实际最大目标值、采集数据实际最小目标值、最大采集数据实际值、最小采集数据实际值，根据公式③计算得出将线性值存入存储模块；
(7)用户通过校验仪输入300℃，采集模块接收后将该数据传送给控制单元，控制单元将该数据存入存储模块，同时发送给校验炉温度控制模块，校验炉温度控制模块将标准电炉温度值调为300℃，将Pt100温度传感器***标准电炉，等Pt100温度传感器参数稳定后，利用采样模块得到当前Pt100温度传感器输出的电压值，采样模块得到的采样值为1.67V，将采样值存入存储模块；
(8)数据处理单元从存储模块中读出采样值、线性值、零点值、测量上限、测量下限、信号上限、信号下限，根据公式①计算出采集数据实际值，其中线性值和零点值分别为3和-0.1，
(9)以(1.0006666667，0.1)，(5.00266667，600.3)，(1.67，301.4)为坐标点，在坐标轴上标出，并判断(1.67，301.4)是否在(1.0006666667，0.1)与(5.00266667，600.3)连成的直线上，由于三点不在一条直线上，因此该Pt100温度传感器不合格，需要返厂维修，数据存储单元将温度传感器不合格的结果传送给控制单元，由控制单元控制显示模块将相关信息显示在显示屏上。
实施例二：
使用标准电炉对Pt100温度传感器进行校验，该Pt100温度传感器的输出电流范围为10-20mA，即信号下限为10，信号上限为20，测量温度量程为0-300℃，即测量下限为0，测量上限为300，Pt100温度传感器标定误差为0.6％。
(1)将标准电炉温度值调为0℃，即采集数据实际最小目标值为0，将Pt100温度传感器***标准电炉，等Pt100温度传感器参数稳定后，利用采样模块得到当前Pt100温度传感器输出的电流值，采样模块得到的采样值为10.00001mA；
(2)根据公式①计算出最小采集数据实际值，其中，线性值和零点值分别为1和0；
(3)根据公式②计算得出零点值＝0-0.0003＝-0.0003；
(4)将标准电炉温度值调为300℃，即采集数据实际最大目标值为300，将Pt100温度传感器***标准电炉，等Pt100温度传感器参数稳定后；利用采样模块得到当前Pt100温度传感器输出的电流值，采样模块得到的采样值为20.00002mA；
(5)根据公式①计算出最大采样数据实际值，其中，线性值和零点值分别为1和-0.0003；
(6)根据公式③计算得出
(7)将标准电炉温度值调为100℃，将Pt100温度传感器***标准电炉，等Pt100温度传感器参数稳定后，利用采样模块得到当前Pt100温度传感器输出的电流值，采样模块得到的采样值为13.33336mA；根据公式①计算出采集数据实际值，其中线性值和零点值分别为1和-0.0003，
(8)将标准电炉温度值调为200℃，将Pt100温度传感器***标准电炉，等Pt100温度传感器参数稳定后，利用采样模块得到当前Pt100温度传感器输出的电流值，采样模块得到的采样值为16.66669mA；根据公式①计算出采集数据实际值，其中线性值和零点值分别为1和-0.0003，
(9)以(10.00001，0.0003)，(20.00002，300.0003)，(13.33336，100.0005)，(16.66669，200.0004)为坐标点，在坐标轴上标出，并判断(13.33336，100.0005)，(16.66669，200.0004)是否在(10.00001，0.0003)，(20.00002，300.0003)连成的直线上，由于(13.33336，100.0005)，(16.66669，200.0004)近似落在(10.00001，0.0003)，(20.00002，300.0003)连成的直线上，具有线性相关性，同时，标准电炉温度调为100与温度传感器的采集数据实际值100.0005的误差小于0.6％，标准电炉温度调为200与温度传感器的采集数据实际值200.0004的误差小于0.6％，在Pt100温度传感器的标定误差范围内，因此该Pt100温度传感器合格。

Claims (7)

1.一种机载设备地面温度传感器的校验方法，其特征在于，包括以下步骤；
(1)校验炉温度调整到温度传感器的量程最低值，并记为采集数据实际最小目标值，温度传感器***校验炉，获取当前温度传感器的输出信号的采样值；
(2)根据电信号的采样值计算出最小采集数据实际值，计算公式为：
其中：线性值取1，零点值取0，测量上限、测量下限为该温度传感器的测量量程上限、下限，信号上限、限号下限为该温度传感器的输出信号的上限、下限；
(3)根据最小采集数据实际值及采集数据实际最小目标值计算得出修正后的零点值，计算公式为：
零点值＝采集数据实际最小目标值-最小采集数据实际值 ②；
(4)校验炉温度调整到温度传感器的量程最高值，并记为采集数据实际最大目标值，获取当前温度传感器的输出信号的采样值；根据公式①计算得出最大采集数据实际值，其中，零点值为步骤(3)中计算得到的修正后的零点值；
(5)根据最大采集数据实际值、采集数据实际最大目标值、最小采集数据实际值及采集数据实际最小目标值计算得出修正后的线性值，计算公式为：
(6)校验炉温度调整到温度传感器测量量程范围内的任意中间值，获取当前温度传感器的输出信号的采样值；根据公式①计算得出当前的采集数据实际值，其中，零点值为步骤(3)中计算得到的修正后的零点值，线性值为步骤(5)中计算得到的修正后的线性值；
(7)判断最小采集数据实际值、最大采集数据实际值以及步骤(6)计算得到的采集数据实际值与对应的温度传感器输出信号的采样值构成的坐标点之间是否具有线性关系，如果具有线性关系，则该温度传感器合格。
2.如权利要求1所述的机载设备地面温度传感器的校验方法，其特征在于：所述步骤(6)中，选择温度传感器测量量程范围内的至少两个中间值，并计算相应的采集数据实际值。
3.如权利要求1或2所述的机载设备地面温度传感器的校验方法，其特征在于：所述步骤(7)中，如果具有线性相关关系，则该温度传感器合格。
4.如权利要求3所述的机载设备地面温度传感器的校验方法，其特征在于：还应判断当前的采集数据实际值与校验炉温度之间的误差与温度传感器标定误差的关系，如果误差小于或等于温度传感器标定误差，则该温度传感器合格。
5.如权利要求1或2所述的机载设备地面温度传感器的校验方法，其特征在于：温度传感器的输出信号为电压信号或电流信号。
6.如权利要求1或2所述的机载设备地面温度传感器的校验方法，其特征在于：所述校验炉为标准电炉。
7.一种机载设备地面温度传感器校验仪器，包括电源模块及显示屏，所述电源模块用于对机载设备地面温度传感器校验仪器进行供电；其特征在于：还包括校验炉温度控制模块、采样模块、数据处理单元、控制单元、存储模块、采集模块以及显示模块；所述控制单元分别与所述采集模块、校验炉温度控制模块、采样模块、数据处理单元以及显示模块连接；所述存储模块分别与所述数据处理单元、采样模块连接；所述显示模块与所述显示屏连接；
所述校验炉温度控制模块根据所述控制单元输出的数值控制校验炉的温度；
所述采样模块根据用于采集温度传感器的输出信号并将输出信号存入存储模块；
所述数据处理单元从存储模块中读取数据并执行权利要求1或2所述的步骤(2)、(3)、(5)、(7)以及步骤(4)、(6)中的最大采集数据实际值以及采集数据实际值的计算，并将步骤(7)中的判断结果发送给控制单元；
所述数据采集模块用于接收用户输入的采集数据实际最小目标值、采集数据实际最大目标值以及温度传感器测量量程中间值并发送给所述控制单元；
所述控制单元用于接收所述数据采集模块输出的数据并存入存储模块以及发送给所述校验炉温度控制模块；所述控制单元还用于将所述数据处理单元输出的判断结果发送给所述显示模块；
所述显示模块根据控制单元输出的判断结果驱动显示屏进行显示。
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