CN100559158C - 测量误差的补偿方法以及为此目的的电子装置 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种用于相对于传感器(1)的测量处理，对测量值进行温度依赖误差补偿的方法和电子装置(6)，所述补偿涉及“漂移”误差源。电子电路(6)适合确定一或多气体和/或气体混合物的存在和/或计算这种气体或气体混合物的浓度。在选取的测量周期(T1)期间出现和确定的最高测量值(Mmax)或最低测量值(Mmin)将存储在存储器(69′)内。特别提议，将在选取的时间周期(T1)期间出现和估算的最低模拟值或最高数字化测量值存储在所述存储器(69′)内；在选取的测量周期或时间周期(T1)末端出现和估算的测量值(Mmax；Mmin)将与存储的模拟值或通过A/D转换器与数字化的控制值(65′)比较；以及估算测量的最低或最高值和所述存储的控制值之间的偏差用作为在随后的测量周期(T2)中出现的测量值的有关的和/或相应的补偿(K1)的基础。

Description

测量误差的补偿方法以及为此目的的电子装置
技术领域
本发明一般涉及一种出现在所得到的测量值或结果中的测量误差的补偿方法，另外尤其涉及一种例如那些在测量装置的选取校准之后出现的，并能够被认为与这种在时间方面长的使用或持续时间期间出现的小的改变直接有关的测量误差的补偿。
出于对实际特性的考虑，测量气体浓度时得到的测量误差被分成以下种类：
a.系统误差。
b.短持续时间误差。
c.与在时间方面长的使用或持续时间有关的误差和连续误差。
d.压力依赖误差(pressure dependent errors)。
在这点上，已知种类“c”测量误差取决于与种类“a”、“b”和“d”相关的测量误差，以及对类别“c”测量误差的补偿的尝试将优先开始，基本用于补偿如下文中更详细地描述和举例说明的属于种类“a”和“b”的测量误差。
因此，尤其，本发明适于对取决于利用校准的测量装置在电子电路装置和充气光电池内进入的成分在时间方面慢的改变的测量误差进行补偿，为了简化，这种种类“c”误差在下文种被简短地称为“漂移”。
根据本发明的方法和电子电路装置意欲用在气体测量处理方面，该气体测量处理借助于气体传感器装置或气体测量装置意欲确定气体(或气体混合物)的存在和/或选取的气体(或气体混合物)的当前浓度。
根据提案，关于本发明提出，这种气体传感器装置或测量装置原则上由气体传感器装置、电连接至或者包括在电子电路装置中并且估算出气体存在量和/或所述气体的浓度的装置组成，并且包括信号补偿电路，尤其例如温度补偿电路装置，以及电连接到其上并包括适用于补偿的测量结果或值的测量装置的信号处理电路装置。
原则上，本发明的应用无需考虑依赖任何特殊类型的气体传感器装置，但是由气体传感器装置发出的信号能够通过所述信号补偿电路和/或所述信号处理装置或电路连续地处理。
因此，本发明涉及红外线传感器(IR-sensor)的使用，其可以是从许多市场上可买到的IR传感器(基于位于红外频率范围内的光线或光束的使用的气体传感器)得到，当使用电子电路对气体传感器发射的来自发光装置的。在IR检测器中接收的例如脉冲光线进行光谱分析时，能够有利地用来确定不同气体的存在和/或浓度，例如碳氢化合物(HC)、氧化氮(N2O)、一氧化碳(CO)、二氧化碳(CO2)。
本发明也可应用于电化电源或传感器，其能够有利地用来确定不同气体的存在和/或浓度，例如氧气(O2)、氨(NH3)、臭氧(O3)，并根据存在的气体浓度提供增加或减少的电压。
还能够利用半导体传感器，其例如可基于MOS技术，其上的表面反应(surface reaction)根据现有(prevailing)浓度增大或减小表面传导率，该表面传导率能够转换成一电压或一或多电压脉冲。
因此，下面的描述将局限于特定的气体传感器装置，为了简化仅利用特定的IR传感器，以便能够借助于已知的光谱分析清楚地示出本发明的特性。
这种气体传感器装置或测量装置应包括充气光电池或气体传感器，它包括其中能够封闭要测量的气体量的腔、分给或与所述充气光电池或气体传感器有关，并且意欲通过所述腔以红外范围内的频率发出脉冲光线或光束的光源、分给或与所述充气光电池或气体传感器有关，并且意欲在所述光线通过所述腔内一选取的“测量距离或路径”之后，接收所述脉冲光线或光束的至少一光接收器，以及连接到所述充气光电池或气体传感器，并包括电子信号适应电路的电子信号处理电路(所述电子电路被称作信号补偿电路)。
在本发明该应用的情况下，这样的相对复杂的信号补偿电路包括一个或多个电子电路，该(些)电子电路能够直接连到所述光源以及所述光接收器，并且尤其适用能够估算出就包括在IR范围内并与由光源发出的脉冲光线或光束有关的波长而言的光强，并能够估算出与由光接收器接收的一或多脉冲光线或光束的光强有关的波长，并因此分别确定并计算一或多气体和/或气体混合物的存在和/或所述一或多气体和/或气体混合物的浓度。
就选取的IR传感器而言，提议让脉冲源发出脉冲IR光束，通过光谱分析估算装置以及相关的信号补偿电路，以其方式来补偿测量结果或测量值，以便能够使脉冲延迟时间根据选取的环境而改变。
本发明在连接至其相关的充气光电池或传感器的电子电路中获得应用，该电子电路适合接收来自充气光电池的信息，例如光学的或光电信息携载信号，它取决于瞬时测量幅值，其中光的或电的信号可根据在测量幅值中发生的改变而增加(或减少)。就例示的实施例而言，这是当涉及估算气体或气体混合物的瞬时浓度值时的情况。
因此电子电路装置或信号补偿电路被采用以借助于与所述信号补偿电路有关的电子电路，来确定测量幅值以及出现的测量误差或与所述幅值有关的测量误差的存在及其值，并且同时在各个阶段创建不同测量误差的选取的和适合的补偿，连同那些完全地或部分地与误差源“漂移”有关的误差一起。
上列的误差源分类为“a”、“b”、“c”和“d”，将被注解如下：(种类“a”)系统误差。
那些误差通常是固定的不随时间变化，或仅可随时间轻微地变化。
这种类型的误差，例如是通过将气体传感器装置及其充气光电池放置在位于在校准测量装置时应用的特定环境的外面的环境中，或通过与所述装置的校准有关出现的误差，或由于错误地完成所述校准，或由于使用错误的校准气体，或由于传输或装置操作期间出现的变化而引起。
任何温度补偿也可属于种类“a”。
(种类“b”)短持续时间误差。
这些误差通常是分散的，并且在短的时间周期上变化。这种类型的误差是通过作为其电子电路装置以及有关的充气光电池结构的传感器系统的固有噪声引起，例如，反常的电干扰、电瞬变、选取的稳定条件的改变。
(种类“c”)涉及“漂移”的，与在时间方面长的使用或持续时间有关的误差和连续误差。
这些误差通常由分立元件和/或电子电路的“老化”引起，并因此难于确定和补偿。
在该种类有中所遭遇的困难将非常依赖于种类“a”和“b”中完成的补偿程度。
当使用公知的技术时，这意味着用于气体测量和气体浓度的测量的测量系统，实际上必须在给出的相对短的时间间隔内重新校准，以便确保和保证指定选取的测量的准确性。
(种类“d”)压力依赖误差。
为了能够补偿根据与校准顺序期间使用的压力不同的现有压力产生的测量值，必需给每部测量装置提供压力检测传感器。
在考虑标准空气压力时校准测量装置。然而，当没有压力检测传感器时，通常在随后测量时不作补偿。
背景技术
适合于上述的气体测量应用的上述几种不同的方法和装置在本领域是公知的。
因此，众所周知，以不同种类的瞬间和/或平均值形成测量得到的测量幅值，在更大或更小范围内是有误差的，并且涉及测量值的这些测量误差能够分成许多不同的误差源，如上所述，并将因此或多或少依赖于涉及连到有关测量幅值的不同标准的不同的情况。
例如，众所周知，将一个或更多个补偿因数引入使用的电子信号处理电路装置，以便能够补偿直接能预测到的误差。
在这点上，曾经提议直接包括所述信号处理电路的补偿因数，用于环境温度变化、环境湿度变化以及产生短期误差的相应标准。
在本发明的在前描述的特定应用以及与其相关的气体测量的情况下，当使用充气光电池或气体传感器以及不同电子电路装置用于确定一或多气体和/或气体混合物的存在和/或计算所述气体或气体混合物的浓度时，电子地计算测量值是公知的，并且与可应用于充气光电池的腔内的气体的浓度的“真实”值相关，这些值能够具有较多或较小的偏差也是公知的。
这种偏差通常涉及种类“b”至“d”中的上面分类和列出的一或多误差源。
关于种类“a”，系统误差，这些误差也可与测量时压力、温度、湿度占优势的环境相关，并且同样可与在充气光电池或气体传感器周围其它现有物理条件相关，然后特别与围绕充气光电池传感器及其腔的周围环境，包括传输和安装阶段期间引起的机械影响相关。
该误差源的种类也可包括例如那些随时间稍微改变的误差，并且同时根据发明的指导来补偿。
关于与在时间方面长的使用或持续时间有关的种类“c”误差，也就是与称作“漂移”的误差源有关的误差，这些误差主要被认为在使用的气体传感器装置、其充气光电池或气体传感器以及电子信号处理电路或电路装置中所谓的“与老化有关的”改变。
当使用红外线传感器时，种类“c”的误差源还包括为反射光线的充气光电池或气体传感器的腔的容量的逐渐减小、为以选取的强度发送连续光线或脉冲光线的光源的能力的削弱性改变、为接收和估算该发出的、反射的和接收的光线，例如脉冲光线的一个或更多个光接收器的能力的削弱性改变。
这些后面的种类“c”的误差源也包括化学影响方面的逐渐改变、涉及所述腔内的光反射表面部分的增加颗粒浓度的逐渐减少、由于恒定电流和/或恒定电压调节电路的老化引起的电压供应方面的改变以及在使用放大电路中出现的改变。
根据本发明，主要与该种类“c”误差源有关的测量误差能够被进行补偿，用于之后的校准。
例如，为了补偿并减少涉及指定为“漂移”的误差源的计算的测量值中的误差，本领域中已知有多种不同的在无弥散红外(NDIR)充气光电池中实现的计算出的测量值的校正方法。
美国专利公开5347474披露了许多已知的方法，用于尝试解决关于自“漂移”误差源导出的无补偿测量结果的问题，并且其中推测该问题在IR传感器(红外线的)方面大体上是显然的，并且尤其在用于估算空气中带的二氧化碳的浓度的IR传感器中，以及该IR传感器能够有利地用作火警传感器也可用于控制通风系统。
这些和其它已知的气体传感器特别适合在长时间周期使用并同时大体上不需要维护。
为此目的，上述的美国专利公开提出一种气体传感器装置，其包括充气光电池或气体传感器，以及用于产生和在存储器内存储相互连续的测量值的电子电路装置。
在这个案子中示出和描述的测量误差补偿方法之一涉及误差源“漂移”，并基于循环测量和存储在已知的时间间隔内甚至在已知的范围内出现的二氧化碳值“X”。
该范围限于选取的低值，标记为“XL”，以及选取的高值，标记为“XH”。
使用的传感器意欲产生代表涉及时间(t)的现有值“X”的电信号“x(t)”。
当值“x(t)”位于给出的范围之内时，该方法基于能力来确定，并当所述值“x(t)”位于所述范围(“XL；XH”)之内时在各时间周期内对值“x(t)”进行抽样，另外，对于每个周期存储代表性的“静止的”值。
从获得的气体浓度的这些存储的测量数据，一“直线”函数被估算并计算，该“直线”函数代表检测的、计算出的以及存储的“静止的”值的函数。
上述专利公开是基于仅使用NDIR气体传感器的情况。
相关的现有技术还包括专利公开WO-A1-02/054086的内容。
该专利公开示出并描述了气体传感器装置内的“漂移”的补偿方法，其中涉及气体浓度的数据在选取的长时间段被检测并存储，并在选取的时间段内确定低的气体浓度水平。
该方法适于将出现在该低浓度水平之下的气体成分浓度与出现在其它低浓度水平之下的一或多种另外的气体成分浓度相比较，基于这些条件，基础浓度可被估算并且可涉及进一步的具有低浓度水平的时间段。
该计算出的和估算的基础浓度然后将用作“参考值”或期望的(预期的)基础气体浓度值，并由此形成修正因数或期望或修正值的条件。
对于基线操作，这种修正值可代表基础气体浓度值和预定基础气体浓度值之间的偏差。
对于“SPAN常数”(在下文中描述)，修正值可由计算出的基础气体浓度值和预定的基础气体浓度值之间的关系表示。
由使用的气体传感器测量的气体浓度值可通过使用所述修正值或因数来补偿。
这种补偿方法是基于在时间周期期间估算基础气体浓度值，其中该时间周期至少为24小时但也可延长至14个日历日，以便在所述周期期间得到基础气体浓度的很多测量值，使得处理并同时计算用于下一测量周期的参考值或期望值以及修正因数。
因此这些参考值或期望值以及与其有关的修正因数的产生要求相当强的计算机能力，并以相等的或不同的持续时间的时间周期在时间上为将来的测量处理时间给出最新的参考值。
此外，使用通过光谱分析进行气体感测的原理，已经提出了校准的理论，该原理是根据检测仅仅在小的光谱区域内的吸收光的量，该光谱区域与挑选的种类(specie)的共振波长相符。
该技术是根据特定种类的许多微小颗粒的测量，没有其它种类的干扰。
众所周知用于气体检测的NDIR充气光电池及其电子电路装置的特性是：
a.高选择性-没有交叉干扰，
b.灵敏&精确，
c.环境抵抗力，
d.在长的时间周期期间能够添加原料，
e.没有过度曝光的问题(没有负面的存储效应或曝光滞后现象)，
f.通过相对简单的物理学来描述(可预测)。
而且，本领域公知朗伯-比耳定律(“Lambert-Beer′s”law)或公式描述了共振吸收“A”与气体浓度“c”之间的关系。
Id＝Ioe-cds
其中“A”＝(Io-Id)/Io。
“Io”是入射光强，“Id”是透射光强，“d”是光路长度以及“s”是观测波长的跃迁强度(transition strength)(气体特定量子机械常数)
在典型的NDIR充气光电池或气体传感器中，有效IR光源用来保证入射到光接收器或光检测器上的IR光通量“Id”的高水平。对于固定的给出的几何条件“d”，在该公式能够用来实验地确定气体浓度“c”之前，仅两个参数“Io”和“s”保持确定。
实际上，这是利用两步校准程序来完成的，其中“Io”首先被确定。
由于其是通过充填充气光电池来完成的，并且其光路具有“零气体”，该第一步骤称作零校准，其中c＝0
这里可使用真空，但因为实际的原因，在大气压下，更通常地使用氮气作为缓冲气体(氮气，没有IR吸收)。同样提议了使用化学吸收剂。
第二校准步骤，需要解决保持未知参数“s”的问题，称作SPAN校准，并包括将光学路径曝露给具有已知浓度“c”的气体混合物。
其后，上述的朗伯-比耳定律，理论上可用于测量任何值的“c”。
应当注意，SPAN校准常数与在上述公式或定律的指数中获得的物理常数紧密相关，并因此不期望对于一个传感器构造而随时间改变，不幸地，其并不是用于零校准常数的情况。
本发明的以下描述是利用“SPAN常数”和“O常数”。
发明内容
技术问题
当考虑到技术时，特别本技术领域的技术人员必须为了对他/她遇到的一个或更多个技术问题提供一解决方案而深思熟虑，将注意到一方面必需开始认识为此目的必须采取的测量和/或测量顺序，另一方面选取解决一个或更多个所述问题时必需的装置。在这个基础上，显然下面列出的技术问题与本发明的主题的展开是高度相关的。
如上所述，当考虑当前的技术发展水平时，将看到关于与充气光电池和气体传感器装置有关的电子电路装置和方法的技术问题存在于实现其重要性、与其相关的优点和/或在建立条件中所要求的建设性的措施的能力中，这些条件能够实现“真实”测量值的迅速计算，这些“真实”测量值能够与在长的时间周期期间接收的瞬时的或现有的测量值有关，并此外就与例如“漂移”误差源的误差源有关的测量误差而言，同时能够使从一个时间周期到另一个时间周期的测量幅值得到补偿。
就与种类“c”有关的测量值的补偿而言，一技术问题存在于实现其重要性、由其提供的优点和/或技术措施的能力中，这些技术措施通过引入所述补偿作为用于种类“a”的补偿因数而被获取。
一技术问题，也存在于实现其重要性、由其提供的优点和/或技术措施的能力中，这些技术措施是告知一种借助于充气光电池或气体传感器，对主要是“漂移”误差源中包括的测量误差的测量误差进行补偿的方法和电子电路装置所要求的，利用该充气光电池或气体传感器检测出在相互连续测量周期中瞬间出现的多个测量值，其中：
a.在选取的时间周期(T1)期间出现并被估算的最低或最高测量值或接近其的测量值存储在存储器内；
b.将在所述选取的时间周期T1末的所述出现和估算的测量值与存储的控制值或设定点值相比较；
c.将所述出现和估算的测量值与所述存储的控制值或设定点值之间的偏差用作在随后时间周期(T2)中得到或出现的测量值有关和/或相应的补偿基础，及；
d.使用与充气光电池或气体传感器有关的温度感测装置8，该温度感测装置8产生相应于现有温度的信号，由此将所述信号分别馈到电子电路装置，并由此导致一些条件，其中来自与充气光电池有关的传感装置，并由所述装置及时地接收的信号被使用以使充气光电池产生从一个或更多个光接收装置接收的每个信号的温度依赖修正，每个光接收装置也与所述充气光电池有关。
同样将实现其重要性、由其提供的优点和/或所要求的技术措施看作为一技术问题，其中所述温度依赖修正可由涉及同一个参考点的一或多温度依赖数据的调整。
同样将实现其重要性、由其提供的优点和/或要求的技术措施看作为一技术问题，其中所述电子电路装置可包括两个电路等等，用于产生两个不同信号，一个代表光接收脉冲信号，一个代表温度，所述信号可由A/D转换的信号表示。
同样将实现其重要性、由其提供的优点和/或要求的技术措施看作为一技术问题，其中两个独立信号之一应与测量值有关，而另一个信号与所述充气光电池及其腔内或邻近其的温度值有关。
同样将实现其重要性、由其提供的优点和/或技术措施看作为一技术问题，其中与所述温度有关的信号用于第一必需的温度补偿，并在需要时用于第二温度补偿以实现进一步的精度。
一技术问题同样存在于实现其重要性、由其提供的优点和/或技术措施的能力中，这些技术措施是利用A/D转换器的设置或计数，例如在标准化的“0常数”作为补偿因数的参考所要求的。
一技术问题同样存在于实现其重要性、与其相关的优点和/或技术措施的能力中，这些技术措施在以校准表或校准曲线为基础选取参考值时所需要的，其中所述参考值可与标准化的CO2值(400ppm)有关，选取为低于代表设定在零ppm(0ppm)的A/D转换器的值，并同时能够建立或引起在由此选取的参考值之上或之下的修正校准。
一技术问题同样存在于实现其重要性、与条件的建立相关的优点的能力中，借助于自动产生与时间周期有关的补偿因数，用于显著延长此刻存在的有效的时间周期，例如延长10倍。
另一技术问题存在于实现其重要性和通过提供一种方法和气体传感器装置所取得的优点的能力中，使用的电子电路装置被容易地采用以根据选取的测量幅值，从来自选取的充气光电池或气体传感器等等的信号获得、建立和估算，最小的或最大的有关测量周期或有关时间周期的修正测量值，在循环周期后，能够涉及经A/D转换器获得的选取的期望或控制模拟值和/或与控制数据有关的值，及其输出信号。
另一技术问题存在于实现其重要性、和与为此目的利用与测量周期有关的或与时间周期有关的测量值相关的优点的能力中，该测量值直接与最小或最大参考测量值关联，或位于提供的所述最小或所述最大参考测量值附近。
一技术问题同样存在于提议措施的能力中，该措施将有效地简化在建立上述方法和装置中的补偿因数方面需要的措施，例如上述的美国专利公开5 347474中描述和示出的方法。
一技术问题同样存在于借助于简单的数学处理，例如简单的减、加、乘、除和/或选取的算法，建立一简单的、有用的数字化和与测量周期有关的测量值，能够用作为分配到随后的测量周期的补偿因数，主要适合与“漂移”有关的误差源的能力中。
更具体地，将看到存在于实现其重要性和由其提供的优点的能力中，其将在选取的时间周期出现和估算的与其有关的最低、最高和/或有关的模拟-数字测量值连续存储在存储器内，并且小于或稍微小于(或大于或稍微大于)的每个出现的瞬间测量值，在测量周期内被识别为存储的测量值，并用新的较低的测量值替换存储的最低测量值，等等。
一技术问题同样存在于实现其重要性，与其相关的优点的能力中，其将测量值、在选取的测量周期或时间周期末存储的最低(或最高)测量值，与选取的期望或控制模拟值或通过与A/D转换器有关信号得到的期望值或控制值相比较，其中所述控制值可由容易得到的期望值或控制值，例如气体、气体混合物的存在和/或空气携带的气体浓度组成。
一技术问题同样存在于实现其重要性和与其相关的优点的能力中，其利用显示的估算和存储的测量值和经所述A/D转换器得到的所述期望值或控制值或所述期望或模拟控制值之间的比较显示的偏差作为与其由关的测量值的补偿基础，和/或出现在整个随后的测量周期内的测量值的相应的补偿基础。
一技术问题同样存在于容易地建立条件的能力中，该条件能够取决于选取的测量幅值，使估算的和出现的正(或负)偏差或多或少直接用于降低或提高估算的和计算的测量值，用于出现在紧接的测量周期中的与“漂移”误差源有关的期望的相应误差的补偿。
同样看到，一技术问题存在于条件的建立中，其中，借助于简单的手动方法，通过使充气光电池或气体传感器受选取的校准气体的影响，至少在相应的测量周期期间的某段时间，能够将气体传感器装置强制校准。
一技术问题同样存在于综合其重要性和与其相关的优点的能力中，其使所述存储的控制模拟值或经A/D转换器有关的信号得到的所述控制值，适合表示在周围空气中通常出现的相应气体浓度的气体浓度值，例如在没污染的空气或具有与没污染的空气不同的气体浓度的空气中。
另一技术问题存在于实现其重要性和与其相关的优点的能力中，其使用于二氧化碳(CO2)的这个控制值适合位于350-450ppm之间的范围内的值。
一技术问题存在于实现其重要性和由其提供的优点的能力中，其让分配的测量周期具有最小化的至少对可能的估算足够长的持续时间，以说明与这样的期望或选取的参考值有关的测量值，将能够在所述测量周期期间手动或自动出现一次。
一技术问题同样存在于实现其重要性和由其提供的优点的能力中，其允许分配的测量周期具有最大化的持续时间，其中气体传感器装置的“漂移”条件给出测量值的表示特别困难。
一技术问题同样存在于实现其重要性和与其相关的优点的能力中，其让用于估算的测量值的选取的补偿程度取决于另外的标准。
另一技术问题存在于实现其重要性和由其提供的优点的能力中，其允许选取的补偿程度通常低于(或高于)预定的极限值，该补偿程度是在相互连续的测量周期之间估算的。
另一个技术问题存在于实现其重要性和由其提供的优点的能力中，其将出现在测量周期的第一自由产生的测量值存储在存储器内，作为第一最低测量值，并在更低的(或更高的)测量值出现时由其来替换所述存储的第一测量值，并将该更低的(或更高的)的测量值存储在所述存储器内作为第二、最低(或最高)测量值，依此类推。
解决方案
本发明采取以上描述的已知的技术作为起点，包括一种用于补偿测量误差的方法和电子电路装置，就测量过程而言，该测量误差主要涉及“漂移”误差源，该测量过程利用通过以上描述给出的这种充气光电池或气体传感器。
该方法和电子电路装置适合借助于充气光电池或气体传感器来补偿测量误差，主要是在“漂移”误差源内包括的测量误差，利用该充气光电池或气体传感器检测出在相互连续测量周期期间瞬间出现的多个测量值。
根据本发明的一方面，提供一种借助于气体传感器，对测量误差，主要是包括在“漂移”误差源内的测量误差进行补偿的方法，利用该气体传感器，检测出在相互连续测量周期期间瞬间出现的多个测量值，在该方法中：a.将在选取的测量周期(T1)期间出现和估算的最低或最高测量值或接近其的测量值存储在存储器(69，69′)内；b.将在所述选取的测量周期(T1)末端的出现和估算的测量值与存储的控制值或设定点值相比较；c.将所述出现和估算的测量值与所述存储的控制值或设定点值之间的偏差用作对于随后的测量周期(T2)中得到和出现的测量值进行相关和/或相应的补偿的基础，及；d.使用与充气光电池(2)有关的温度感测装置，其产生相应于现有温度的信号，由此将所述信号馈送到一电子电路装置(6)，其特征在于，来自充气光电池有关的温度感测装置(8)并通过所述电子电路装置(6)及时接收的信号，用于引起对一个或更多个光接收装置(4，5)接收的每个信号进行温度依赖修正，每个光接收装置(4，5)与所述充气光电池(2)有关。
根据本发明的另一方面，提供一种与上述气体传感器(1)一起使用的电子电路装置(6，6’)，用于补偿涉及“漂移”误差源的误差中的测量误差，其中借助于用于在相互连续测量周期期间检测多个瞬间测量值的所述气体传感器(1)来实现测量，，所述电子电路装置包括：存储器(69，69’)；信号接收电路(60)，用于从所述气体传感器(1)接收所述多个瞬间测量值；第一电路装置(61，61′)，用于将在所述选取的测量周期(T1)期间出现并被估算的最低或最高测量值或接近其的测量值存储在所述存储器(69，69′)中；第二电路装置(62，62′)，用于在所述选取的测量周期(T1)末端将所述出现和估算的测量值与存储的控制值相比较；第三电路装置(63，63′)，用于建立所述估算的测量值与所述存储的控制值之间的偏差；第四电路装置(64，64′)，用于组成与出现在随后的测量周期(T2)范围内的测量值有关的补偿和/或相应的补偿的基础，其特征在于，来自与充气光电池(2)有关的温度感测装置的并及时地由所述电子电路装置(6，6′)接收的信号被使用以引起对自一个或更多个光接收装置(4，5)接收的各信号进行温度依赖修正，每个光接收装置与所述充气光电池(2)有关。
为了解决上列一个或更多个技术问题的目的，根据本发明，具体建议，如上所述的已知技术通过以下步骤而被加强：利用来自充气光电池之类的传感装置并通过所述装置及时接收的信号，以利用该信号促成每个从一个或更多个光接收装置接收的信号的温度依赖修正，每个光接收装置也与所述充气光电池有关。
还提议通过与一个相同的参考点有关的许多温度依赖数据的调整来产生所述温度依赖修正作为建议的实施例。
还提议所述电子电路装置将包括两个信号接收电路等等用于导致涉及两个不同标准的两个不同信号作为建议的实施例。
还提议一个信号与测量值有关，而另一个信号与温度值有关作为建议的实施例。
还提议与温度有关的所述信号用于第一温度补偿序列中并在需要时用于第二温度补偿序列中作为建议的实施例。
还提议，在选取的测量周期末，将该出现的和/或估算的测量值与存储在电子电路装置中的存储器内的模拟或数字参考值或期望值(在下文中称作期望值或参考值)相比教，或者与通过A/D转换器有关的信号的作用产生的期望值或参考值相比较。
在由此估算的测量值和所述存储的期望值或参考值之间出现的偏差将构成用于出现在下一测量周期中的所有测量值的相关或相应的补偿的基础。
通过存在于本发明的基本概念范围内的提议的实施例，将被补偿的并在紧接的测量周期出现的估算的测量值在该偏差为正时将被降低或减小，在该偏差为负时将被提高，反之亦然。
存储的参考值可适合于在空气中出现的表示相应气体浓度的一选取的气体浓度，其中二氧化碳(CO2)参考值能适合于在350-450ppm之间的值，例如400ppm。
根据本发明，电子补偿的选取的程度或电子补偿因数可取决于另外的标准。
相互连续的测量周期之间估算的补偿程度被选取得至少低于预定值。
出现在测量周期中的第一测量值，将作为第一最低测量值(或最高测量值)存储在存储器内，该存储的第一最低测量值在出现更低的(或更高的)测量值时被替换，该后者的测量值存储在所述存储器内作为第二最低(或最高)测量值，等等。
有益效果
由本发明以及本发明的特有显著特征要素最初提供的那些优点通过修正值或修正因数所采用的条件的建立而得到，通过这些条件，能够用于模拟的或数字的以及温度有关的测量误差的补偿的修正值或修正因数能够更容易地确定，当借助于充气光电池或传感器测量大小时，所述误差此外与“漂移”测量源有关。
在每个测量周期末，借助于简单的算法，可能获得在接着的测量周期内从充气光电池或气体传感器得到的测量结果的自动校准，采用该算法，能够容易地得到有效的期望值用作为期望值或参考值，该值可通过A/D转换器及其有关的信号方便地得到。
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根据本发明的方法的主要特征要素是在附随的权利要求1的特征条款中提出的，而根据本发明的电子电路装置的主要特征要素是在附随的权利要求15的特征条款中提出的。
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附图说明
当前提议且包括与本发明相关的显著特征要素得的两个实施例现在将通过参考附图的实施例来描述。
图1是一结构方框图，原理上示出了气体传感器装置，其使用IR光束并包括充气光电池，该充气光电池具有光源和连接至电子电路装置的两个光接收器，该电子电路装置具有关联的电子电路和显示单元；
图2是一结构方框图，示出了具有根据本发明的指示，相互共同作用的电子电路和函数(function)的电子电路装置，并适合在测量周期使中用模拟技术建立“最低”测量值；
图3是一曲线图，示出了在一限定好的空间内的二氧化碳(CO2)的浓度随时间的变化；
图4是一通常的传感器的曲线图，根据图3，示出了多个相互连续的测量周期，其中，对本发明来说重要的一估算得测量误差，能够在两个相互定向的测量周期之间出现的时间段内的第一测量周期之内完成，并且其中对测量误差的补偿程度能够应用于紧接的测量周期内的每个测量值。
图5是一曲线图，示出了以两个不同量度，置于两个不同温度即+5℃和+50℃下作为CO2浓度的函数得与A/D转换器有关的输出信号，其中在零CO2浓度情况下收到的计数数字是很重要的。
图6是一曲线图，示出了作为CO2浓度的函数得两个温度补偿输出信号，并且其中如此选取补偿，以使两个曲线图显露出同一个零值，在此由计数数字61440表示；
图7是一曲线图，示出了作为CO2浓度的函数的输出信号的校准表，其中期望或参考值根据CO2气体浓度选取为由400ppm的选取值表示的值，并且其中可使用第二温度补偿。
图8是一结构方框图，示出了具有根据本发明给出的指示，与A/D转换器共同作用的电子电路和函数的电子电路装置，并适合当使用A/D转换器有关的信号(模拟-数字转换信号)时，在测量周期期间建立“最高”测量值，并且在这种情况下，该电子电路装置适合数字信号的直接的信号处理，以及；
图9是一曲线图，示出了在校准序列期间与所述A/D转换器有关的输出信号，与图5中示出的曲线图相同。
优选实施例
最先指出，为了更加清楚地说明本发明构思，我们已经选取了在当前优选的并且包括本发明的显著特征要素的实施例，并且在附图中示出的特定术语或专有名词。
然而将注意到，在此选取的表示不应被看作仅限于本说明书中使用的选取的术语，而是选取得每个术语都应该解释为同样包括所有技术等同物，其以相同或者至少本质上相同的的方式工作，从而达到相同或者本质上相同的目的和/或技术效果。
图1概略地示出了本发明的基本要素，其中本发明的显著特征是通过在下文中更加详细描述的被提议的实施例而被一般地具体化，一个实施例参见图2，而另一个参见图8。
虽然下面的描述仅限于使用一种类型的气体传感器，但是根据本发明的方法以及提出的电子电路装置，原则上与使用的传感器以及使用的传感器的类型无关。
图1中所示的一个这种气体传感器1的基本构造在本技术领域是公知的。
因此本发明能够基于与包括适合发射脉冲IR光的单向光源3的气体传感器1相关的充气光电池2的使用，以及许多光脉冲接收装置的唯一调整，在示出的实施例的情况下，两个光接收装置或接收器4和5并排装置。
本技术领域的熟练技术人员将明白，依赖于选择的一种气体或多种气体或选择的气体混合物以及充气光电池2中的腔2′的形状和选择的“测量距离或路径”，光接收器4，5的数量可能改变，且其物理位置也能够改变。
提议的实施例的下面的描述已经根据两个侧面相关(side-related)光接收器，以简明的方式被说明，其中一光接收器4被设置并适合具有相应于选择的气体相关测量距离的一吸收波长，而另一光接收器5被设置并适合用作为一参考波长。
本发明包括一种借助于充气光电池或传感器，对测量误差，主要是包括在“漂移”误差源内的测量误差进行补偿的方法和电子电路装置，通过该充气光电池或传感器，检测出在相互连续的测量周期期间瞬间出现的多个测量值。
本发明是基于：
a.将在选取的时间周期T1期间出现或估算的最低或最高测量值或接近其的测量值存储在存储器69，69′内；
b.将在所述选取的时间周期T1末端的所述出现和计算出的测量值与存储的控制值或设定点值65，65′相比较；
c.将计算出的和出现的测量值与所述存储的控制值之间的偏差用作为在随后的时间周期(T2)中得到和出现的测量值的相关和/或相应的补偿的基础；
d.使用与充气光电池2有关的温度感测装置8，其产生相应于现有温度的信号，由此将所述信号分别馈到所述电子电路装置6。
在此建议，来自涉及充气光电池2的温度感测装置8并通过所述装置6及时接收的线67a上的信号被使用以引起来自一个或更多个光接收装置4，5的各接收信号的温度依赖修正“K1”，各光接收装置4，5与所述充气光电池2有关。
温度感测装置8以及使用的光接收装置4，5相互邻近装置在充气光电池2的壁部内以及腔2′的里面。
更确切地，所述温度依赖修正是由与同一个参考点有关的多个温度依赖数据的调整引起的。
所述电子电路装置6或6′包括用以产生两个单独的信号的两个电路或类似物装置，一个信号与测量值有关并表示该测量值，而另一信号与温度值有关并表示该温度值。
图2的实施例中，这两个电路包括在一电子电路60内，而图8的实施例中，这两个电路包括在电路60′内，并且这里图示为两个分开的或功能上组合的A/D转换器。
在图8所示的实施例中，与温度有关的信号可用于第一温度补偿(图6)，并根据需要用于第二温度补偿(图7)。
借助于仅从一个光接收器4接收信号的所述电子电路(图2中为60；图8中为60′)，输出信号能够被标准化以便一般不依赖来自光源3的光强的任何改变。
如图1所示，充气光电池2为此包括腔2′，该腔2′具有反光性，并通过相对的壁部来定界，所述腔通过第一侧面相关壁部2a、第二侧面相关壁部2b，第三侧面相关壁部2c以及第四侧面相关壁部2d概略地限定。
侧面相关壁部2a，2b，2c和2d与相互平行延伸的平底部2e和平顶部2f共同合作。
壁部或壁表面2a，2b已经被处理为提供反光性，并在下面的描述中被标记为2a′，2b′等，并被指定为“镜面”2a′，2b′等。
原则上，从光源3发射的连续光束“L”或者在所示的情况中的脉冲光束“L”，以公知的方式将通过腔2′，由单个壁面或镜面2b′容易地反射，径直指向并由光接收器4(或5)接收，由此在该腔2′内传播“测量距离或路径”
光束“L”限定通过封闭的气体样品(G)的腔封闭式“光学测量距离或路径”。
不同的气体以及不同的气体混合物要求不同距离的光学测量路径，该不同距离的光学测量路径能够通过扩大腔2′的尺寸或者通过为多个反射部或反射点创建条件来提供，并布置在光源3与各接收器4和5之间。
因而，图1示出了充气光电池2，通过该充气光电池2气体“G”能够流动，并且其将包括用于电子估算的气体样本(G)
在图1说明中所用的充气光电池2适合与包含在电子电路装置6中的电子电路共同作用作为一单元，利用其能够驱动充气光电池或气体传感器的光源3，并且能够检测到(感测到)在一个或更多个光接收器4，5上发生的信号，并由此启动瞬间光强的估算，该瞬间光强的估算与选取的一个或多个吸收波长或者与选取的一个或多个参考波长有关，并依赖该估算而电子计算选取的气体“G”的存在和/或借助于已知的光谱分析法来计算这种气体的浓度。
显示单元或对应的电路7连接到电子电路装置6，以在监视器或图像屏幕7′上进行可视显示，或者用某种其它方式只显示气体的存在以及与存在的气体浓度有关的测量值。
在该具体种类的气体传感器1的情况下，在腔2′或者气体传感器1内的气体浓度的当前值通过模拟电压值来表示，该模拟电压值能够经由在电子电路装置6内的信号处理呈现在显示表面7′上，或者能够通过处理控制电路来直接使用，并且示出的测量值可错误地导自一个或更多个误差源，如上文中所述。
本发明基于让电子电路装置6来处理从选取的传感器(一光接收器4或者若干光接收器4和5)进入的电信号，使得形成模拟测量值并能够对存在的测量误差进行模拟补偿，以便当所述值在显示表面7′上示出或用某种其它方式使用时，电子电路装置6的输出信号以可能的最小偏差来表示气体浓度的现有的和“真实”的值。
图2中所示的是电子电路装置6′，根据本发明，其至少能够对那些与“漂移”误差源有关的测量误差进行补偿。
将特别注意到，根据图2的实施例，参考图3和4，会控制朝着最低气体浓度值，反之，根据图8的实施例，参考图5，6，7和9，会控制朝着“最高”数值，与取决于A/D转换器的使用的输出信号有关。
图2中所示的实施例已经以模拟值进行说明，而图8中所示的实施例以数字值进行说明，该后者使用模拟信号到数字信号转换电路，在下文中称为A/D转换器(A/D)。
图2是一电子电路装置的结构方框图，该电子电路装置以参考数字6′给出，通过其，接收的模拟信号能够以某种方式被处理得以补偿其中包括与“漂移”测量误差有关的测量误差的测量值。
因而，图2包括电子电路装置6′的结构方框图，该电子电路装置6′包括多个电路和函数，每一个都通过方块表示，并且显然这些方块能够形成为电的或电子电路装置或者形成为软件，以便通过计算机执行其函数。
为了清楚起见，图2也示出了信号接收电路60，其直接连接到选取的气体传感器1上。
所示的实施例也包括至与充气光电池2或气体传感器1相关的光接收器4的连接4a。
电路60a连接或可能连接至另一充气光电池或气体传感器，例如经由线(4a′)连接至与另一气体传感器相关的光接收器(4)或者光接收器5。
因为适用于电路60的电子电路装置6′与为电路60a设计的电子装置大致相同，电路60将以简化的方式在下面的描述中单独地被描述，所述电路60通过线4a连接至光接收器4，并通过线67a连接至装置8。
因而电子电路装置6′包括电路60，用于接收从气体传感器1发出的脉冲模拟信号。
线4a上的信号将取决于使用的气体传感器的类型，并且也取决于将被测量物的性质。
图1中，由于光接收器5将用作为参考信号，线5a上的输出信号可连接至电路67，其功能将在下文中更加详细地描述。
如图1中所示，在这种气体传感器的情况下，相对于新鲜空气的二氧化碳气体(CO2)的浓度将增高至由新鲜空气提供的值之上，而氧气(O2)与输入的污染物相比将降低。
如图1和2中，以及图3和图4中所示，示例性的实施例由此与污染空气的二氧化碳的浓度的增量在适于新鲜空气的二氧化碳值之上有关。
与该假定有关，图3示出了一曲线图，其示出了尽管通风但是在限定空间之内二氧化碳的浓度随时间的变化。
由此来自气体传感器接收器4的信号的结构在图3中示出，并且在电路60内接收作为模拟信号。
第一电路装置61与电路60共同合作，其相对于在指定为“T1”的测量周期内的二氧化碳的浓度，指示每个出现的低值或更低值。
电路装置61同样包括电路结构61a，其适合只考虑到那些达到一定质量标准的测量值“M(t)”。
电路结构61a于是将考虑到关于例如现有或当前驱动电压的其它物理参数的测量的可用状态信息。
电路结构61a还将考虑到不同的稳定情况，并以此将只接收当测量情况在“静止”状态时得到的测量值。
该需要考虑的事项同样也包括电瞬变、破坏控制等等。
电路装置61通过线61b被告知存储在存储器69内的最低二氧化碳值，并且当新的更低的值出现时，存储在存储器69内的值(CO2)立即由该新的，更低的值替换，在电路装置61a中，因此低于已经存储在存储器69内的值的二氧化碳浓度值被输入存储器69内。
电路装置61在整个测量周期“T1”期间连续检测出现的低的二氧化碳值，并用较低值替换存储在存储器69内的各较高值。
在这点上，图2示出了在测量周期“T1”开始时，第一二氧化碳值(M1)存储在存储器69内，并由第二较低值(M2)替换，依次类推，其又由最后的或最低的值(Mmin)替换。
假设测量周期“T1”是这样一种合理的持续时间，以至具有其正确的二氧化碳值的参考空气，将在短的一段时间期间出现，并且对于测量周期“T1”期间测量的最低二氧化碳浓度精确地适用于参考新鲜和自由流通的空气的二氧化碳浓度的假定的具有良好基础是可能的。
该最低值(Mmin)将与存储的参考值或存储的期望值作比较。
根据图3中示出的曲线图，在选取的时间周期或着测量周期“T1”期间出现并被估算的最低测量值“Mmin”将通过所述第一电路装置61存储在存储器69内。
图3中示出的曲线图是在一定程度循环，因为二氧化碳浓度CO2在人们占用或多或少封闭的环境时在日间增高，并在夜间下降。二氧化碳浓度在星期天也很低。
最低测量值(Mmin)在时点“Tmin”出现、被估算并存储，其将在测量周期“T1”末端通过时限电路66a转移至第二电路装置62，其中测量值与输入或存储在第五电路装置65内的参考值或期望值作比较。
第五电路装置65中的期望值对应于新鲜空气的二氧化碳的浓度，被设定到大约400ppm的值。
现在第二电路装置62通过减法或一些其它的模拟函数来建立偏差的幅值和标号(“+”或“-”)。
估算出的偏差在测量周期“T1”末端在第三电路装置63内被接收。
用过的因数和接收的原始数据在第三电路装置63内被考虑，打算在那里自一因数或一函数形成下一测量周期“T2”内的测量误差的补偿，该因数或函数将与出现在线4a和线(4a′)上的原始数据相协调(co-ordinate)。
因而，在第三电路装置63内形成有一基础，根据该基础出现在紧接的测量周期或者时间周期(图4中标记为“T2”)中，并且相关或相应于所述偏差的测量值，能够在第四电路装置64内被补偿。
原则上能够假定，当正偏差在第二电路装置62内出现和被估算，并且在第三电路装置63内进行信号处理并传送到第四电路装置64作为因数或函数时，用于出现在紧接的测量周期或时间周期“T2”内的所述补偿的各估算的测量值减少，并且反之亦然。
因而，存储在第四电路装置64内的补偿值，组成适用于随后的测量周期“T2”内计算出的各测量值的补偿值、补偿因数和/或补偿函数，并且实际上看到，其通过所述第五电路装置65适用于由用作参考的对应的新鲜空气气体浓度表示的有效气体浓度。
期望或参考二氧化碳控制值将因而通过所述第五电路装置65适合于350-450ppm的浓度范围内的选取值。
为其它气体和/或气体混合物得到的其它期望值或控制值当然可被输入。
在时限电路66a内选取的测量周期“T1”、“T2”和“T3”通过第六电路装置66的作用而给出合适的持续时间。
在大厦环境情况下，例如学校、办公室、商城，所述时间周期“T1”可具有3至30天的持续时间，或者当非常可能相应于新鲜空气值的测量值出现在每个晚上和每个早上时，持续时间为几个历日。
在存储环境、啤酒地窖和其它封闭空间的情况下，该时间周期或测量周期可具有30至180天的持续时间。
在封闭的容器传送和/或CO2受控陈化(成熟的)传送情况下，该时间周期能够设置为50至60日历日之间。
总之，可能对时间周期来说多数的应用适合超过3天并且少于30天，例如长于5天并短于25天。
选取的持续时间将取决于不同的要求和情况。
因而，相对于充气光电池2或气体传感器1(或气体“G”)的外界条件将致使出现和测量的气体浓度将下降至一个值，该值代表在选取的测量周期“T1”期间的某一时间片刻的一选取的期望值，并且相对于预先设定的期望值出现的偏差，将在随后的测量周期“T2”中用作为补偿因数，以及在测量周期“T2”内确定的偏差将在随后的测量周期“T3”中用作为补偿因数，等等，这些对本发明有显著的意义。
在第四电路装置64中计算出的补偿因数“K1”传送至第七电路装置67并存储在其中，从而使能够在紧接的测量周期“T2”中补偿每个出现的并与时间有关的测量值。
选取的总补偿程度与接收的原始数据有关，可通过所述第七电路装置67，还取决于线5a上的补偿信号，以及另外的与出现在线67b和67c上的补偿信号有关的通常简单的标准。
两个相互连续的测量周期“T1”和“T2”之间选取的补偿程度通过第八电路装置68适合小于预定的最大化或最小化的值，从而使能够防止过分快的和高的修正，该过分快和高的修正可能归因于不可控制的误差。
图2中还示出了起动电路80及其计算出的修正因数“K1”，该启动电路80能够通过时限电路66a和第四电路装置64触发，其中起动电路80将第一测量值(M1)插入存储器69并通过时限电路66a起动第二测量周期“T2”开始。
如前所示，在测量周期“T1”或“T2”等中得到的第二测量值通过所述第一电路装置61存储在存储器69内作为第二最低测量值“M2”，所述存储的第二测量值(M2)被更低测量值的出现所替换，并因此存储在存储器69内。
存储在存储器69内的测量值(M1)、(M2)等将因此由新的较低测量值连续替换，直至出现在测量周期“T1”、测量周期“T2”等等内的最低测量值“Mmin”，并存储为(Mmin)。(在反函数的情况下，测量值存储为“Mmax””值，其将参考图8作更详细地解释。)
然后最低测量值(Mmin)保持在存储器69内直到测量周期“T1”的末端，并相对于下一测量周期“T2”在估算补偿“K1”的有关程度中，最低测量值(Mmin)被用作设定的期望或控制值的唯一参考。
图3和4中更清楚地示出了出现的最低测量值和在从第一测量周期“T1”转变到第二测量周期“T2”时实现的补偿。
图3意欲在部分测量周期“T1”期间更详细地示出模拟信号结构，并示出了时间点“Tmin”，在该时间点“Tmin”期间测量出二氧化碳(CO2)的最低测量值。
图4意欲示出多个测量周期期间的模拟信号结构的曲线图，其中相对于测量周期“T1”的测量值“Mmin”稍微超出设定的期望值“B1”(400ppm的CO2)，并且计算出的修正因数“K1”(其打算在所述随后的测量周期“T2”期间降低所有的测量值)被引入测量周期“T1”和所述测量周期“T2”之间的时间段。
关于测量周期“T2”，用修正因数“K1”补偿的测量值“Mmin”稍微小于设定的控制值“B1”，并因此在测量周期“T2”和测量周期“T3之间的时间段面引入新的修正因数“K2”，用于提高在随后的测量周期“T3”期间产生的所有测量值，等等。
以上描述说明了一实施例，其中空气的自然二氧化碳浓度用作为期望值或控制值。然而，当气体提供一等于或接近零的控制值或其它参考时，没有什么能防止其它气体，例如氮气的使用。
现在将参考图5至9描述本发明的一可替换实施例，其利用与包含在图2-4中所示的实施例相关的函数转换。
图5中所示的是两个曲线图，涉及称作“f(c，T)”的函数，其中“c”表示气体浓度，以及“T”表示温度，该函数表示在两个不同的温度下执行的在两个不同测量过程中从A/D转换器得到的输出信号或计算的值作为CO2浓度的函数，以便说明第一温度修正的要求(见图6)。
涉及函数“f(c，T)”的图5中的零点或0点被给出f(O，T)，0浓度。
图5表示在+5℃没有CO2气体(0)时A/D转换器的计算值(22000)，并且曲线图示出了适用于+50℃的相应值，该相应值能够估算为14000的计算值。
图6意欲表示两个温度修正输出信号的曲线，其中所述温度修正涉及图5中给出的偏差。
更确切地说，图6意欲表示两个温度补偿曲线“f(c，Ts)”，其中“c”表示气体浓度，而“Ts”表示温度。
调节该补偿来使两个曲线向同一个的零值或0点集中，在此给出了与A/D有关的计算值61440。
图6示出了温度补偿曲线在+5℃和+50℃之间的偏差，其中偏差在统计处理及分析气体参数(SPAN GAS REF)以最大化示出(10 000ppm的CO2)。
更多的补偿向固定温度值调整，这里选取为25℃。
图6示出了偏差随着二氧化碳(CO2)浓度的增加而增加，并且在更高浓度值(超过800ppm的CO2)处收到的值被确实存储了但又被更低的浓度值替换。
在350-450ppmCO2范围内，偏差被减少以致在一些应用中，如图6所示，第一温度补偿能够被认为是足够的。
图6也显示出称为“a”和“a′”的吸收取决于现有温度。
图7示出了一单个曲线，称为“f(c)”，其中图6中的依据吸收温度“a”和“a′”已经在另一补偿模式中向同一个固定的温度值进行温度补偿，这里该固定的温度值选取为+25℃，并且温度补偿的吸收在此已经给出参考标号“a，Tref”，其与SPAN值曲线图有关。
图6中和图7中具有以线性近似估算四个恒定值的值的需要，即：
对于0点(f.0)ZERO0或ZEROref；
温度系数“Tz”；以及
对于图6中示出的偏差：
SPAN0或SPANref；
温度系数“Ts”。
对于0点的估算，利用下面的公式：
ZERO(T)＝ZERO0+Tz(T-Tref)＝F(0)/f(OT)
对于图6中示出的偏差，利用下面的公式：
SPAN(T)＝SPAN0+Ts(T-Tref)。
图7中已经输入了关于图2的连续值“M1”、“M2”以及“Mmin””的存储序列，然而在本申请中，函数“f(c)”多少与图3中示出的曲线相反。
图6中示出了向对于CO2气体的零浓度或0点的同一个值的温度修正，其中A/D转换器计数到一计数值，并且将该值计算或者转换到一固定值61440。
图6中的曲线图“f(c，Ts)”示出了在+5℃的温度依赖吸收“a”以及在+50℃的吸收“a′”，因此有两条不同温度曲线，其中吸收率计算为“1传送”，并且“传送”适合组成A/D转换器有关的值，相应于″f(c，Ts)″/61440。
图6中示出的曲线图中该两条曲线被归一化(ZERO，Ts)用于A/D转换器的同一值(61440)，其中所述值被进行如上所说明的温度补偿。
图7示出了曲线图或最终校准表，其通过第二或进一步的温度修正被进行温度修正，适用于从A/D转换器得到或与A/D转换器有关的值，作为CO2浓度的函数，并且其中由选取的400ppm的CO2气体的浓度表示的A/D转换器的值58000被选作参考值或期望值，(Ref.)。
更特别地，在CO2浓度选取值方面利用标准曲线“f(c)”，以便得到用于A/D转换器的参考值(Ref.)在这里是个问题，其中所述参考值将低于61440的0值。
这使高出或低于所述参考值(Ref.)的数字A/D转换器有关的值能够被检测和存储，并且于是使期望修正因数能够形成。
根据图7的校准图因而构成7ERO(T)和SPAN(T)的函数或组合，其中SPAN(T)＝SPANo+Ts*T，并且其中校准图适用于有关的测量装置。
图8是一结构方框图，示出了一可替换的电子电路装置6″，包括电子电路和函数，它们根据发明指示相互共同合作，并且在使用数字信号结构时其基于在测量周期T1期间的“最高”测量值(见图7中)的估算。
这种“最高”值可大于或小于所述参考值(Ref.)61440或者符合所述参考值，在这种情况下计算出的修正因数“K1”不会被改变。
当其应用于图6或7时，依赖于选取的温度值出现的偏差将是明显的。
根据图8的实施例，相应于图2中所示的方块和函数的那些方块和函数用相同的参考标记识别，尽管外加了一“’”标记。
图8示出了在气体传感器及其腔2″内的具有温度修正的测量气体检测器4′，和邻近检测器4′的温度补偿热敏电阻8′。
在该实施例的情况下，该检测器4′将气体传感器信号4a′和温度依赖信号67a′(T)传送给装置6″和信号接收电路60′a，各模拟信号在标记为A/D的A/D转换器内被转换。
这些转换的信号用指定为60c′的装置调整为连续的信号结构。
该电路60′包括硬件和软件，用于调节输入的有关模拟的信号并使所述信号适合A/D转换器，这些A/D转换器根据从所述检测器4′或所述装置8接收的信号结构来传送一计算值。
电路60′还根据参考图6给出的条件来进行温度补偿。
电路60′将数字输出信号发送到电路6a′，其中进一步的温度补偿可根据图7中示出的条件，与图的转换一起来进行。
一测量值显示和一测量值应用通过电路6′传送至显示单元7″。
电路6a′还通过来自电路63′和64′的修正信号“K1”被控制，代表总的补偿，其中电路67′以另外两个标准进行数字共同作用。
第一标准由电路61′控制，当考虑由电路61a′(M(t))规定的标准时，其将注意来自电路60′的数字信号的每个增加的值。
该第一标准取决于存储器或存储电路69′(M(max))、时限电路66a′、电路66′、数字信号比较电路62′、数字存储控制值65′以及修正函数电路63′的数字内容。
电路63′与电路64′共同作用，取决于电路68′内的修正模式，其建立适用于随后的时间段“T2”的“种类c”补偿因数“K1”
第二标准可参照“种类b”和“种类d”，并构成压力补偿信号或在电路67c′内产生的一些其它补偿信号。
第三标准参照使用参考检测器5′或一些其它气体检测器(4″)，类似于测量气体检测器4′，其将气体传感器信号(5a′或4a′)和温度信号67b′(T)传送至信号接收电路60a′或类似的电路。
在电路67′内估算和计算出的总补偿能够借助于简单的算法实现。
图8中所示的数字化的电路装置，将因此与上述的和图2中所示的电路装置稍微不同。
提议表达式“模拟-数字测量值”应意味以模拟形式呈现的测量值，参照图2，或者以数字形式呈现的测量值，参照图8。
图9是示出了与图5和6中所示的曲线相同的，在以校准序列期间与所述A/D转换器有关的输出信号的曲线图。
气体传感器装置具有充气光电池、光源、光接收器、在与充气光电池有关的腔内的测量路径、电子电路装置，并引入一clima室内，并且在+5℃以及CO2浓度为0时来自A/D转换器的计数数字读取为22000(1)。
SPAN气体被引入，这里选取为10000ppm浓度的CO2，并且来自A/D转换器的计数数字读取为8000(2)。
在clima室内的温度升高到+50℃，并且A/D转换器读取为相同值8000(3)。
室内的气体浓度增加至与先前相同的浓度，10000ppm的CO2，并且A/D转换器读取为15000(4)。
当clima室内的控制温度降至参考温度+25℃，并且A/D转换器有希望读取为与(4)内相同的值15000(5)。
由于该控制，估算上面提到的四个常数将是可能的。
从图7显见，以优选值(Ref：58000)和记录值(Mmin为59000)之间的偏差，在电路(64′a)内产生用于随后的时间周期的补偿因数Ref/Mmin，与ZERO(T)以及其它可能的补偿因数一起使用以将A/D转换器有关的计数值调整向相同的优选值(Ref.58000)。
可以理解，本发明并不局限于所描述和说明的实施例，并且在后附的权利要求所示的在本发明的概念内可作出多种修改。
特别注意到，各个示出的单元和/或函数能够互相结合以便达到期望的技术效果。

Claims (37)

1、一种借助于气体传感器，对包括在“漂移”误差源内的测量误差进行补偿的方法，利用该气体传感器，检测出在相互连续测量周期期间瞬间出现的多个测量值，在该方法中：
a. 将在选取的测量周期(T1)期间出现和估算的最低或最高测量值或接近其的测量值存储在存储器(69，69′)内；
b.将在所述选取的测量周期(T1)末端的出现和估算的测量值与存储的控制值或设定点值相比较；
c.将所述出现和估算的测量值与所述存储的控制值或设定点值之间的偏差用作对于随后的测量周期(T2)中得到和出现的测量值进行相关和/或相应的补偿的基础，及；
d.使用与充气光电池(2)有关的温度感测装置，其产生相应于现有温度的信号，由此将所述信号馈送到一电子电路装置(6)，
其特征在于，来自充气光电池有关的温度感测装置(8)并通过所述电子电路装置(6)及时接收的信号，用于引起对一个或更多个光接收装置(4，5)接收的每个信号进行温度依赖修正，每个光接收装置(4，5)与所述充气光电池(2)有关。
2、根据权利要求1的方法，其特征在于，所述温度依赖修正由与同一个参考点有关的多个温度依赖数据的调整引起。
3、根据权利要求1或2的方法，其特征在于，所述电子电路装置(6)包括用于引起两个信号的两个电路。
4、根据权利要求3的方法，其特征在于，一个信号与所述测量值有关，一个信号与所述充气光电池及其腔内或邻近其的温度值有关。
5、根据权利要求1或4的方法，其特征在于，与所述温度有关的所述信号被用于第一温度补偿并被用于第二温度补偿。
6、根据权利要求1的方法，其特征在于，在所述气体传感器中包括腔(2′)，该腔(2′)意图在于封闭要测量的气体样品(G)，分配给所述充气光电池(2)一光源(3)，该光源(3)意图在于通过所述腔(2′)发送光束，以及分配给所述充气光电池(2)一光接收装置(4)，该光接收装置(4)意图在于在所述光束通过所述腔已经完成一选择的测量路径之后，接收所述光束；以及通过包括具有连接至所述光源(3)和所述光接收装置(4)的关联的电子电路的一电子电路装置(6)，且其中该电子电路装置(6)适合估算相对于与从所述光源(3)发出的光束相关的一个或多个波长的光强，并适合估算和计算一种或多种气体和/或气体混合物的存在和/或这种气体或气体混合物的浓度。
7、根据权利要求1或6的方法，其特征在于，响应于出现的正偏差，减少模拟或数字估算的测量值，用于对出现在随后的测量周期(T2)内的值进行测量值补偿并且响应于出现的负偏差，增加模拟或数字估算的测量值，用于对出现在随后的测量周期(T2)内的值进行测量值补偿。
8、根据权利要求6的方法，其特征在于，使所述存储的控制值或设定点值适合选取的气体浓度。
9、根据权利要求7的方法，其特征在于，使所述存储的控制值或设定点值适合选取的气体浓度。
10、根据权利要求8的方法，其特征在于，所述选取的气体浓度为表示相应的空气携载的气体浓度。
11、根据权利要求9的方法，其特征在于，所述气体浓度为表示相应的空气携载的气体浓度。
12、根据权利要求8或9的方法，其特征在于，产生模拟或数字二氧化碳控制值，其位于350-450ppm浓度范围内。
13、根据权利要求6的方法，其特征在于，通过引入从A/D转换器得到的或与其有关的改变了的和修正了的数字参考值，依据在选取的测量周期(T1)期间出现的最低或最高值，实现需要的补偿。
14、根据权利要求1，6或13的方法，其特征在于，将根据使用的气体在标准化的0值的A/D转换器设定值用作为补偿因数。
15、根据权利要求1，6或13的方法，其特征在于，使用从校准表或校准曲线估算的数字参考值，并选取为低于或高于定位到0值的值，并以此实现数字修正校准的产生。
16、根据权利要求14的方法，其特征在于，使用从校准表或校准曲线估算的数字参考值，并选取为低于或高于定位到0值的值，并以此实现数字修正校准的产生。
17、根据权利要求1或6的方法，特征在于，促使相互连续测量周期之间的补偿程度降到预定值之下。
18、根据权利要求1或6的方法，特征在于，将第一测量值存储在所述存储器内，作为第一模拟或数字测量值，并在所述存储器内以出现的较低或出现的较高测量值替换该存储的第一测量值，作为第二数字测量值，依此类推。
19、一种与根据权利要求1-18中任意一项的气体传感器(1)一起使用的电子电路装置(6，6’)，用于补偿涉及“漂移”误差源的误差中的测量误差，其中借助于用于在相互连续测量周期期间检测多个瞬间测量值的所述气体传感器(1)来实现测量，所述电子电路装置包括：
存储器(69，69’)；
信号接收电路(60)，用于从所述气体传感器(1)接收所述多个瞬间测量值；
第一电路装置(61，61′)，用于将在所述选取的测量周期(T1)期间出现并被估算的最低或最高测量值或接近其的测量值存储在所述存储器(69，69′)中；
第二电路装置(62，62′)，用于在所述选取的测量周期(T1)末端将所述出现和估算的测量值与存储的控制值相比较；
第三电路装置(63，63′)，用于建立所述估算的测量值与所述存储的控制值之间的偏差；
第四电路装置(64，64′)，用于组成与出现在随后的测量周期(T2)范围内的测量值有关的补偿和/或相应的补偿的基础，
其特征在于，来自与充气光电池(2)有关的温度感测装置的并及时地由所述电子电路装置(6，6′)接收的信号被使用以引起对自一个或更多个光接收装置(4，5)接收的各信号进行温度依赖修正，每个光接收装置与所述充气光电池(2)有关。
20、根据权利要求19的电子电路装置，其特征在于，所述温度依赖修正由与同一个参考点有关的多个温度依赖模拟或数字数据的调整引起。
21、根据权利要求19或20的电子电路装置，其特征在于，所述电子电路装置(6，6′)包括用于引起两个信号的两个电路。
22、根据权利要求21的电子电路装置，其特征在于，一个信号与所述测量值有关，一个信号与所述充气光电池及其腔内或邻近其的温度值有关。
23、根据权利要求22的电子电路装置，其特征在于，与所述温度值有关的所述信号用于第一温度补偿或者还用于第二温度补偿。
24、根据权利要求19的电子电路装置，其特征在于，如果在所述比较中发生偏差，通过第四电路装置(64，64′)来补偿在随后的测量周期(T2)中出现的所述估算的测量值。
25、根据权利要求24的电子电路装置，其特征在于，如果所述偏差为正偏差，则减少所述估算的测量值，并且如果所述偏差为负偏差，则增加所述估算的测量值。
26、根据权利要求19或24的电子电路装置，进一步包括第五电路装置(65′)，用于使所述存储的控制值适合选取的气体浓度。
27、根据权利要求26的电子电路装置，其特征在于，所述选取的气体浓度为相应的空气携载的气体浓度。
28、根据权利要求26的电子电路装置，其特征在于，通过第五电路装置(65′)相对于二氧化碳产生的控制值位于350-450ppm范围内。
29、根据权利要求19的电子电路装置，进一步包括第六电路装置(66′)，用于将选取的测量周期或时间周期设定为持续时间。
30、根据权利要求29的电子电路装置，其特征在于，通过所述第六电路装置(66′)实现的时间周期长于3个日历日并短于30个日历日。
31、根据权利要求19的电子电路装置，进一步包括第七电路装置(67′)，用于选取补偿程度。
32、根据权利要求19的电子电路装置，进一步包括第八电路装置(68′)，用于使在相互连续的测量周期之间选取的补偿程度位于预定值之下。
33、根据权利要求19的电子电路装置，其特征在于，通过所述第一电路装置，第一测量值存储在所述存储器内，作为第一模拟或数字测量值；以及响应于另一测量值的出现，替换所述存储的第一测量值，以此存储在所述存储器内作为第二数字测量值，依此类推。
34、根据权利要求19的电子电路装置，其特征在于，通过引入改变的模拟或数字参考值，实现取决于在选取的测量周期内的最低或最高值的所需补偿，所述的参考值自一A/D转换器获得。
35、根据权利要求19或34的电子电路装置，其特征在于，一A/D转换器设置值被直接或间接地用作为与一标准化0值相关的补偿因数。
36、根据权利要求19或34的电子电路装置，其特征在于，从校准表或校准曲线估算的一使用的参考值被选取为低于表示0值的值，以使能够产生高于及低于所述参考值的一修正的数字化校准。
37、根据权利要求36所述的电子电路装置，其特征在于，所述表示0值的值为61440。
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