CN112556741A - 一种适合于变电站温湿度传感器准确校准***及方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种适合于变电站温湿度传感器准确校准***及方法，其***包括：MCU主控模块、开关模块、温湿度采集模块、电源模块、设置模块；温湿度采集模块实时采集装置内的温度和湿度；MCU主控模块将采集到的温度和湿度值传到显示屏显示；开关模块通过电子开关来控制加热元件、加湿器和鼓风机的启停；设置模块用于操作设定温度和湿度参数值；电源模块通过AC/DC转换为各模块电路提供电压。本发明通过改变温度、及湿度值，对温湿度传感器进行线性温湿度变化情况下的温湿度的准确度响应时间进行校对，解决了变电站固定位置的温湿度准确度的校准，对变电站的温湿度的传感器失效问题提供有效的判据。

Description

一种适合于变电站温湿度传感器准确校准***及方法
技术领域
本发明涉及校准领域，具体涉及了一种适合于变电站温湿度传感器准确校准***及方法。
背景技术
变电站的温湿度检测应用非常广泛，对于变电站固定位置的温湿度检测往往缺乏合适的检测手段，例如变电站端子箱在户外运行，往往需要进行除潮除湿控制。变电站端子箱内部温湿度装置的温湿度测量准确度如何，是否到达阀值起动工作，缺乏合理快捷的检测手段，仅凭人工设置某一个值作个试验。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术的不足，本发明提供了一种适合于变电站温湿度传感器准确校准***及方法，设置任意线性变化环境下的温度、湿度值，对温湿度传感器进行温湿度环境线性变化试验，观察所测温湿度传感器在温湿度环境线性变化试验下的读数控制状态，并对线性温湿度变化情况下的温湿度的准确度响应时间进行校对。
为了解决上述技术问题，本发明实施例提供了一种适合于变电站温湿度传感器准确校准***，其***包括：MCU主控模块、开关模块、温湿度采集模块、电源模块、设置模块；
温湿度采集模块实时采集装置内的温度和湿度；
MCU主控模块将采集到的温度和湿度值传到显示屏显示；
开关模块通过电子开关来控制加热元件、加湿器和鼓风机的启停；
设置模块用于操作设定温度和湿度参数值；
电源模块通过AC/DC转换为各模块电路提供电压。
所述MCU主控模块，包括：将采集到的温度和湿度与所述设置模块设定的温度和湿度进行比较，通过PID算法控制开关模块对加热元件、加湿器和鼓风机的启停，实现智能控制。
所述PID算法结合比例计算、积分计算、微分计算对温度、湿度进行计算调整；
比例控制：若差值越大表明实际与设定值之间的偏差越大，将偏差值乘以一个系数值作为***的输入量，则输出信号使电路导通加热时间越长；偏差值越小输入控制信号使被控对象加热工作时间越短或不加热；
比例公式：
Figure BDA0002800912660000021
积分控制：当历史偏差值积分结果大于0，调节器输出较强的信号；小于0，调节器输出较弱信号；
积分公式：
Figure BDA0002800912660000022
微分控制：控制器的输出与输入偏差信号的微分成正比关系；
微分公式：
Figure BDA0002800912660000023
PID算法：PIDout＝Pout+Iout+Dout
Figure BDA0002800912660000024
所述电源模块采用AC220V电源供电。
所述MCU主控模块为Cortex-M3内核、STM32F103RCT6型号的处理器。
一种适合于变电站温湿度传感器准确校准方法，其方法，包括：
将被测的温湿度传感器放置在温湿度数据箱体内，读取各点均衡温湿度数据箱体内部温度、湿度；
设置温度、湿度，通过PID算法改变温度、湿度获取线性变化下的温湿度传感器的读数控制状态；
根据试验箱内温湿度环境线性变化下所测温湿度传感器的读数控制状态，对温湿度传感器进行校对。
所述PID算法改变温度、湿度，包括：PID算法结合比例计算、积分计算、微分计算对温度、湿度进行计算调整，控制加热器、加湿器、鼓风机的启停；
从开机以来传感器的所有采样点的数据序列：
X1、X2、X3、...、Xk-2、Xk-1、Xk
分析采样点的数据序列，可挖掘三方面信息：
Figure BDA0002800912660000031
比例公式：
Figure BDA0002800912660000034
比例控制：若差值越大表明实际与设定值之间的偏差越大，将偏差值乘以一个系数值作为***的输入量，则输出信号使电路导通加热时间越长；偏差值越小输入控制信号使被控对象加热工作时间越短或不加热；
历史偏差序列：
E1、E2、E3、...、Ek-2、Ek-1、Ek
Figure BDA0002800912660000032
积分公式：
Figure BDA0002800912660000035
积分控制：当历史偏差值积分结果大于0，调节器输出较强的信号；小于0，调节器输出较弱信号。只要有稳态偏差存在，调节器输出会不断变化，直到偏差值为0；
最近两次偏差相减：
Figure BDA0002800912660000033
微分公式：
Figure BDA0002800912660000036
在微分控制中，控制器的输出与输入偏差信号的微分成正比关系；
PID算法控制：PIDout＝Pout+Iout+Dout
Figure BDA0002800912660000037
本发明提供了一种适合于变电站温湿度传感器准确校准***及方法，设置任意线性变化环境下的温度、湿度值，对温湿度传感器进行温湿度环境线性变化试验，观察所测温湿度传感器在温湿度环境线性变化试验下的读数控制状态，并对线性温湿度变化情况下的温湿度的准确度响应时间进行校对，解决了变电站固定位置的温湿度准确度的校准，对变电站的温湿度的传感器失效问题提供有效的判据。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见的，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图。
图1是一种适合于变电站温湿度传感器准确校准***的结构示意图。
图2是一种适合于变电站温湿度传感器准确校准方法的流程示意图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。
实施例
参阅图1，图1是一种适合于变电站温湿度传感器准确校准***的结构示意图。
一种适合于变电站温湿度传感器准确校准***，其***包括：MCU主控模块101、开关模块102、温湿度采集模块103、电源模块104、设置模块105；
温湿度采集模块103实时采集装置内的温度和湿度；
MCU主控模块101将采集到的温度和湿度值传到显示屏显示；
开关模块102通过电子开关来控制加热元件、加湿器和鼓风机的启停；
设置模块105用于操作设定温度和湿度参数值；
电源模块104通过AC/DC转换为各模块电路提供电压。
所述MCU主控模块101，包括：将采集到的温度和湿度与所述设置模块设定的温度和湿度进行比较，通过PID算法控制开关模块102对加热元件、加湿器和鼓风机的启停，实现智能控制。
所述PID算法结合比例计算、积分计算、微分计算对温度、湿度进行计算调整；
从开机以来传感器的所有采样点的数据序列：
X1、X2、X3、...、Xk-2、Xk-1、Xk
分析采样点的数据序列，可挖掘三方面信息：
Figure BDA0002800912660000051
比例公式：
Figure BDA0002800912660000053
比例控制：若差值越大表明实际与设定值之间的偏差越大，将偏差值乘以一个系数值作为***的输入量，则输出信号使电路导通加热时间越长；偏差值越小输入控制信号使被控对象加热工作时间越短或不加热；例如，加热片的一个控制周期为T，利用pwm波形控制电路的导通与截止，输出信号Pout值越大则pwm波有效电平维持时间越长，反之同理。比例控制就是根据当前偏差值比例大小输出控制信号。
历史偏差序列：
E1、E2、E3、...、Ek-2、Ek-1、Ek
Figure BDA0002800912660000052
积分公式：
Figure BDA0002800912660000054
积分控制：当历史偏差值积分结果大于0，调节器输出较强的信号；小于0，调节器输出较弱信号。只要有稳态偏差存在，调节器输出会不断变化，直到偏差值为0。但当历史积分值为0，则证明历史上***不存在误差，却无法保证当前不存在误差。积分作用能消除单纯比例控制产生的余差，但***的稳定性必然下降。积分作用的强弱取决于积分时间常数Ti，Ti越大，积分作用越弱，反之则越强。
最近两次偏差相减：
Figure BDA0002800912660000061
微分公式：
Figure BDA0002800912660000062
在微分控制中，控制器的输出与输入偏差信号的微分(即偏差的变化率)成正比关系。可减小超调量，并能在偏差信号的值变得太大之前，在***中引入一个有效的早期修正信号，从而加快***的动作速度，减少调节时间。微分控制反映偏差的变化率，只有当偏差随时间变化时，微分控制才会对***起作用，而对无变化或缓慢变化的对象不起作用。因此微分控制在任何情况下不能单独与被控制对象串联使用。
PID算法：PIDout＝Pout+Iout+Dout
Figure BDA0002800912660000063
所述电源模块104采用AC220V电源供电。
所述MCU主控模块101为Cortex-M3内核、STM32F103RCT6型号的处理器。
本发明提供了一种适合于变电站温湿度传感器准确校准***，设置任意线性变化环境下的温度、湿度值，对温湿度传感器进行温湿度环境线性变化试验，观察所测温湿度传感器在温湿度环境线性变化试验下的读数控制状态，并对线性温湿度变化情况下的温湿度的准确度响应时间进行校对。
参阅图2，图2是一种适合于变电站温湿度传感器准确校准方法的流程示意图。
一种适合于变电站温湿度传感器准确校准方法，其方法，包括：
S201将被测的温湿度传感器放置在温湿度数据箱体内，读取各点均衡温湿度数据箱体内部温度、湿度。将被测的温湿度传感器放置在温湿度数据箱体内，通过温湿度采集模块103实时采集温湿度数据箱体内部温度、湿度，并将数据上传到MCU主控模块101。
S202设置温度、湿度，通过PID算法改变温度、湿度获取线性变化下的温湿度传感器的读数控制状态。所述PID算法改变温度、湿度，包括：PID算法结合比例计算、积分计算、微分计算对温度、湿度进行计算调整，控制加热器、加湿器、鼓风机的启停；
从开机以来传感器的所有采样点的数据序列：
X1、X2、X3、...、Xk-2、Xk-1、Xk
分析采样点的数据序列，可挖掘三方面信息：
Figure BDA0002800912660000071
比例公式：
Figure BDA0002800912660000074
比例控制：若差值越大表明实际与设定值之间的偏差越大，将偏差值乘以一个系数值作为***的输入量，则输出信号使电路导通加热时间越长；偏差值越小输入控制信号使被控对象加热工作时间越短或不加热；
历史偏差序列：
E1、E2、E3、...、Ek-2、Ek-1、Ek
Figure BDA0002800912660000072
积分公式：
Figure BDA0002800912660000075
积分控制：当历史偏差值积分结果大于0，调节器输出较强的信号；小于0，调节器输出较弱信号。只要有稳态偏差存在，调节器输出会不断变化，直到偏差值为0；
最近两次偏差相减：
Figure BDA0002800912660000073
微分公式：
Figure BDA0002800912660000076
在微分控制中，控制器的输出与输入偏差信号的微分成正比关系；
PID算法控制：PIDout＝Pout+Iout+Dout
Figure BDA0002800912660000077
S203根据试验箱内温湿度环境线性变化下所测温湿度传感器的读数控制状态，对温湿度传感器进行校对。观察本试验箱内温湿度环境线性变化下所测传感器的读数控制状态，并对线性温湿度变化情况下的温湿度的准确度响应时间进行校对。
本发明提供了一种适合于变电站温湿度传感器准确校准***及方法，设置任意线性变化环境下的温度、湿度值，对温湿度传感器进行温湿度环境线性变化试验，观察所测温湿度传感器在温湿度环境线性变化试验下的读数控制状态，并对线性温湿度变化情况下的温湿度的准确度响应时间进行校对，解决了变电站固定位置的温湿度准确度的校准，对变电站的温湿度的传感器失效问题提供有效的判据。
本领域普通技术人员可以理解上述实施例的各种方法中的全部或部分步骤是可以通过程序来指令相关的硬件来完成，该程序可以存储于计算机可读存储介质中，存储介质可以包括：只读存储器(ROM，Read Only Memory)、随机存取存储器(RAM，Random AccessMemory)、磁盘或光盘等。
另外，以上对本发明实施例所提供的一种适合于变电站温湿度传感器准确校准***及方法进行了详细介绍，本文中应采用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。

Claims (7)

1.一种适合于变电站温湿度传感器准确校准***，其特征在于，所述***包括：MCU主控模块、开关模块、温湿度采集模块、电源模块、设置模块；
温湿度采集模块实时采集装置内的温度和湿度；
MCU主控模块将采集到的温度和湿度值传到显示屏显示；
开关模块通过电子开关来控制加热元件、加湿器和鼓风机的启停；
设置模块用于操作设定温度和湿度参数值；
电源模块通过AC/DC转换为各模块电路提供电压。
2.根据权利要求1所述的***，其特征在于，所述MCU主控模块，包括：
将采集到的温度和湿度与所述设置模块设定的温度和湿度进行比较，通过PID算法控制开关模块对加热元件、加湿器和鼓风机的启停，实现智能控制。
3.根据权利要求2所述的***，其特征在于，所述PID算法结合比例计算、积分计算、微分计算对温度、湿度进行计算调整；
从开机以来传感器的所有采样点的数据序列：
X1、X2、X3、…、Xk-2、Xk-1、Xk
分析采样点的数据序列，可挖掘三方面信息：
Figure FDA0002800912650000011
比例公式：
Figure FDA0002800912650000012
比例控制：若差值越大表明实际与设定值之间的偏差越大，将偏差值乘以一个系数值作为***的输入量，则输出信号使电路导通加热时间越长；偏差值越小输入控制信号使被控对象加热工作时间越短或不加热；
历史偏差序列：
E1、E2、E3、…、Ek-2、Ek-1、Ek
Figure FDA0002800912650000021
积分公式：
Figure FDA0002800912650000022
积分控制：当历史偏差值积分结果大于0，调节器输出较强的信号；小于0，调节器输出较弱信号。只要有稳态偏差存在，调节器输出会不断变化，直到偏差值为0；
最近两次偏差相减：
Figure FDA0002800912650000023
微分公式：
Figure FDA0002800912650000024
在微分控制中，控制器的输出与输入偏差信号的微分成正比关系；
PID算法控制：PIDout＝Pout+Iout+Dout
Figure FDA0002800912650000025
4.根据权利要求1所述的***，其特征在于，所述电源模块采用AC220V电源供电。
5.根据权利要求1所述的***，其特征在于，所述MCU主控模块为Cortex-M3内核、STM32F103RCT6型号的处理器。
6.一种适合于变电站温湿度传感器准确校准方法，其特征在于，所述方法，包括：
将被测的温湿度传感器放置在温湿度数据箱体内，读取各点均衡温湿度数据箱体内部温度、湿度；
设置温度、湿度，通过PID算法改变温度、湿度获取线性变化下的温湿度传感器的读数控制状态；
根据试验箱内温湿度环境线性变化下所测传感器的读数控制状态，对温湿度传感器进行校对。
7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，所述PID算法改变温度、湿度，包括：
PID算法结合比例计算、积分计算、微分计算对温度、湿度进行计算调整，控制加热器、加湿器、鼓风机的启停；
从开机以来传感器的所有采样点的数据序列：
X1、X2、X3、…、Xk-2、Xk-1、Xk
分析采样点的数据序列，可挖掘三方面信息：
Figure FDA0002800912650000031
比例公式：
Figure FDA0002800912650000032
比例控制：若差值越大表明实际与设定值之间的偏差越大，将偏差值乘以一个系数值作为***的输入量，则输出信号使电路导通加热时间越长；偏差值越小输入控制信号使被控对象加热工作时间越短或不加热；
历史偏差序列：
E1、E2、E3、…、Ek-2、Ek-1、Ek
Figure FDA0002800912650000033
积分公式：
Figure FDA0002800912650000034
积分控制：当历史偏差值积分结果大于0，调节器输出较强的信号；小于0，调节器输出较弱信号。只要有稳态偏差存在，调节器输出会不断变化，直到偏差值为0；
最近两次偏差相减：
Figure FDA0002800912650000041
微分公式：
Figure FDA0002800912650000042
在微分控制中，控制器的输出与输入偏差信号的微分成正比关系；
PID算法控制：PIDout＝Pout+Iout+Dout
Figure FDA0002800912650000043
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