CN101446503A - 修正仪表示值的方法及装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种修正仪表示值的方法，包括下列步骤：1)提供离散的标准数据；2)利用离散的标准数据，采用回归分析的方法，得到描述修正后仪表示值和原始的仪表示值之间关系的修正函数；3)将原始的仪表示值代入修正函数，计算得到修正后的仪表示值本发明还提供了一种修正仪表示值的装置。本发明的优点在于，通过采用校准结果提供的离散的标准数据，计算出修正公式，可以对仪表在连续区间内的示值进行修正。

Description

修正仪表示值的方法及装置

技术领域

本发明涉及修正仪表示值的方法及装置。

背景技术

仪表作为一种重要的设备，在现代工业生产中的各个领域无不得到广泛的应用。先进制造业对仪表精确度的要求越来越高。例如在半导体制造业，十级净化间的温度通常需要控制在±0.5℃以内，对于净化间内一些特殊场合，对温度控制的精确程度要求更为严格。

由于越来越多的场合对温度、湿度、压力等环境参数近乎于苛刻的要求，与之相适应的精密仪表层出不穷，例如中国专利CN1114112中披露的一种带有修正电路的电子式电表，CN85102216披露的一种数字温度计等。

然而，仪表在使用过程中，由于受到外部环境的影响，仪表内部元器件不断老化，导致仪表显示的数值与真实值的误差越来越大，精确度随之降低，以至于无法满足使用者的要求。例如，对于半导体制造业，净化间内的温度计和湿度计在使用一段时间后，由于受到净化间内各种腐蚀性物质的腐蚀作用，精度不断降低，很快就无法满足设备工程师的苛刻要求。

目前市场上有些仪表自身具有调整示值的功能，而对于自身没有调整功能的仪表，一旦精度降低，就很难继续正常使用。频繁更换仪表，势必影响到正常的工业生产，并且市场上高精度的仪表价格不菲，频繁更换也无形中提高了生产成本。因此，需要一种方法修正仪表的示值，提高仪表的精确度。

现有技术中，对自身没有调整功能的仪表示值的修正采取的是逐点定标的方法：

首先，采用专用的仪器，营造一个具有某物理量的标准数值的环境；

然后，采用待测的仪表对该环境进行测量；

最后，计算待测仪表的示值与标准值的差，得到该仪表在该测试数值下的测试误差。

在几个不同的测试值下分别重复上述步骤，可以得到该仪表在几个测试数值情况下的误差。

以温度计为例：首先，采用专用的仪器，营造一个具有0℃标准温度值环境；然后，采用待测的温度计对该标准环境的温度进行测量，测得温度计的示值为0.5℃。该结果表明待测仪表在0℃环境下的误差为+0.5℃。在10℃、20℃下重复上述步骤，可以得到该温度计在10℃和20℃温度环境下的测试误差。

现有的逐点定标的方法，缺点在于给出的只是某个仪表在有限个孤立的测试点下的误差结果。例如，若采用该方法对一个湿度计进行定标，测得的结果为该湿度计在20％的湿度环境下，误差+0.2％，在50％的湿度环境下，误差为-0.3％。这一结果只能给技术人员提供该湿度计在两个特定湿度条件下的误差，而无法提供其在其他条件下的示值误差。例如当湿度计的示值为30％时，技术人员就无法知道该示值究竟存在多大的误差。因此，现有的逐点定标方法，只能修正仪表在有限个离散的测试点下的示值，而无法对仪表在连续区间内的示值进行修正。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供修正仪表示值的方法及装置，可以修正仪表在连续区间内的示值。

为了解决上述问题，本发明提供了一种修正仪表示值的方法，包括下列步骤：

1)提供离散的标准数据；

2)利用离散的标准数据，采用回归分析的方法，得到描述修正后仪表示值和原始的仪表示值之间关系的修正函数；

3)将原始的仪表示值代入修正函数，计算得到修正后的仪表示值。

可选的，所述之回归分析的方法包括：

1)计算出修正系数a和b：

$\stackrel{\‾}{x}=\underset{i=1}{\overset{n}{\mathrm{\Σ}}}{x}_i$

$\stackrel{\‾}{y}=\underset{i=1}{\overset{n}{\mathrm{\Σ}}}{y}_i$

$b=\frac{\underset{i=1}{\overset{n}{\mathrm{\Σ}}}(x_i-\stackrel{\‾}{x})(y_i-\stackrel{\‾}{y})}{\underset{i=1}{\overset{n}{\mathrm{\Σ}}}{(x_i-\stackrel{\‾}{x})}^2}$

a＝y-bx

其中x_{1，2，3...n}为离散的标准数据中的仪表示值，y_{1，2，3....n}为离散的标准数据中与之相对应的准确值；

2)采用修正系数a和b，形成仪表示值修正函数：

y′＝a+bx′

修正函数中的x′和y′为变量，x′代表原始的仪表示值，y′代表修正后的仪表示值。

可选的，所述之仪表包括温度计或湿度计。

可选的，所述之标准数据，采用逐点定标的方法获得。

本发明还提供了一种修正仪表示值的装置，包括：

1)读取模块：读取离散的标准数据；

2)分析模块：利用离散的标准数据，采用回归分析的方法，得到描述修正后仪表示值和原始的仪表示值之间关系的修正函数；

3)计算模块：将原始的仪表示值代入修正函数，计算得到修正后的仪表示值。

可选的，所述之回归分析的方法包括：

1)计算出修正系数a和b：

$\stackrel{\‾}{x}=\underset{i=1}{\overset{n}{\mathrm{\Σ}}}{x}_i$

$\stackrel{\‾}{y}=\underset{i=1}{\overset{n}{\mathrm{\Σ}}}{y}_i$

$b=\frac{\underset{i=1}{\overset{n}{\mathrm{\Σ}}}(x_i-\stackrel{\‾}{x})(y_i-\stackrel{\‾}{y})}{\underset{i=1}{\overset{n}{\mathrm{\Σ}}}{(x_i-\stackrel{\‾}{x})}^2}$

a＝y-bx

其中x_{1，2，3....n}为离散的标准数据中的仪表示值，y_{1，2，3....n}为离散的标准数据中与之相对应的准确值；

2)采用修正系数a和b，形成仪表示值修正函数：

y′＝a+bx′

修正函数中的x′和y′为变量，x′代表原始的仪表示值，y′代表修正后的仪表示值。

可选的，所述之仪表包括温度计或湿度计。

可选的，所述之标准数据，采用逐点定标的方法获得。

与现有技术相比，上述技术方案所述的修正仪表示值的方法及装置的优点在于，通过采用离散的标准数据，计算出一个模拟的函数表达式作为修正公式，因此可以对仪表在连续区间内的示值进行修正。

附图说明

图1为本发明所述修正仪表示值的方法具体实施方式的实施流程图；

图2为本发明所述修正仪表示值的装置具体实施方式的实施流程图。

具体实施方式

下述本发明具体实施方式提供的修正仪表示值的方法及装置，可以修正仪表在连续区间的示值。

下面结合附图对本发明提供的修正仪表示值的方法及装置的具体实施方式做详细说明。

图1所示为本发明所述修正仪表示值的方法具体实施方式的实施流程图，包括如下步骤：

步骤S101，提供离散的标准数据；步骤S102，利用离散的标准数据，采用回归分析的方法，得到描述修正后仪表示值和原始的仪表示值之间关系的修正函数；步骤S103，将原始的仪表示值代入修正函数，计算得到修正后的仪表示值。

步骤S101，提供离散的标准数据。

所述之仪表包括温度计或湿度计，还应包括气压表、流量表、重力计或者容量计等其它仪表。温度计和湿度计工业生产中最常见的两种仪表，应用领域最广泛，校准的方法也最成熟。

所述之离散的标准数据，采用逐点定标的方法获得。采用现有技术中逐点定标的方法，可以获得仪表的校准结果，其中主要提供的是一组离散的标准数据，给出在某几个标准测试值下的该仪表的示值。对于有些仪表，在购买产品时附带的说明书中也会给出类似的标准数据，也可以作为标准数据使用。

步骤S102，利用离散的标准数据，采用回归分析的方法，得到描述修正后仪表示值和原始的仪表示值之间关系的修正函数。

所述回归分析的方法，包括：

采用校准结果提供的离散的标准数据，计算出修正系数a和b：

$\stackrel{\‾}{x}=\underset{i=1}{\overset{n}{\mathrm{\Σ}}}{x}_i---\left(1\right)$

$\stackrel{\‾}{y}=\underset{i=1}{\overset{n}{\mathrm{\Σ}}}{y}_i---\left(2\right)$

$b=\frac{\underset{i=1}{\overset{n}{\mathrm{\Σ}}}(x_i-\stackrel{\‾}{x})(y_i-\stackrel{\‾}{y})}{\underset{i=1}{\overset{n}{\mathrm{\Σ}}}{(x_i-\stackrel{\‾}{x})}^2}---\left(3\right)$

a＝y-bx                    (4)

其中x_{1，2，3....n}为离散的标准数据中的仪表示值，y_{1，2，3....n}为离散的标准数据中与之相对应的准确值。

采用修正系数a和b，形成仪表示值修正函数：

y′＝a+bx′                      (5)

修正函数(5)中的x′和y′为变量，x′代表原始的仪表示值，y′代表修正后的仪表示值。

上述的方法为一元线性回归分析的方法，可以用于做仪表示值修正函数的获取。根据不同仪表所具有的特点，也可以采取其它回归分析方法。例如对于功率表，通常有电压值和电流值两个示值，需要通过将两个示值相乘得到功率值，在这种情况下，可以采用二元回归分析等其他的回归分析方法。

步骤S103，将原始的仪表示值代入修正函数，计算得到修正后的仪表示值。

将原始的仪表示值代替修正函数(5)中的x′，计算得到y′的值，即为修正后的仪表示值。

图2所示为本发明所述修正仪表示值的装置具体实施方式的实施流程图，包括：读取模块M201，读取离散的标准数据；分析模块M202，利用离散的标准数据，采用回归分析的方法，得到描述修正后仪表示值和原始的仪表示值之间关系的修正函数；计算模块M203，将原始的仪表示值代入修正函数，计算得到修正后的仪表示值。

各个模块的相互联系及工作原理请参考修正仪表示值的方法具体实施方式中所述之内容。

下面给出本发明修正仪表示值的方法及装置的实施例。

实施例一

本实施例所述的是修正温度计示值的方法，修正一个温度计在15℃～30℃之间的示值。

首先利用对该温度计实施逐点定标的方法获得的结果，计算修正系数a和b。逐点标定的方法获得的结果列于表1。

表1实施例一对温度计采用逐点定标的方法获得的结果

 

准确值(yi)	15.0℃	20.0℃	30.0℃
				仪表示值(xi)	15.4℃	20.2℃	29.8℃

根据具体实施方式中的公式(1)～(4)可以计算出：a＝-1.04167，b＝1.04167。

然后采用修正系数a和b，形成温度计示值的修正公式：

y′＝-1.04167+1.04167x′

再读取温度计的原始示值24.0℃，代替修正公式中的x′，计算得到修正后的温度计示值为23.96℃。

温度计的原始示值在15℃～30℃之间的任意数值时，均可采用上述修正方法进行修正。

实施例二

本实施例所述的是修正温度计示值的装置，修正一个温度计在15℃～30℃之间的度数。

首先采用修正系数计算模块，利用对该温度计实施逐点定标的方法获得的结果，计算修正系数a和b。逐点标定的方法获得的结果详见表1，计算方法参考实施例一所述之内容。

然后采用修正公式形成模块，利用修正系数a和b，形成温度计示值的修正公式：

y′＝-1.04167+1.04167x′

再采用修正值计算模块，读取温度计的原始示值24.0℃，代替修正公式中的x′，计算得到修正后的温度计示值为23.96℃。

温度计的原始示值在15℃～30℃之间的任意数值时，均可采用上述修正装置进行修正。

实施例三

本实施例所述的是修正湿度计示值的方法，修正一个温度计在40～80之间的示值。

首先利用对该湿度计实施逐点定标的方法获得的结果，计算修正系数a和b。逐点标定的方法获得的结果列于表2。

表2实施例三对湿度计采用逐点定标的方法获得的结果

 

准确值(yi％)	40.0	60.0	80.0
				仪表示值(xi％)	41.0	60.5	80.3

根据具体实施方式中的公式(1)～(4)可以计算出：a＝-1.67819，b＝1.01779。

然后采用修正系数a和b，形成湿度计示值的修正公式：

y′＝-1.67819+1.01779x′

再读取湿度计的原始示值50.0，代替修正公式中的x′，计算得到修正后的湿度计示值为49.21。

湿度计的原始示值在40～80之间的任意数值时，均可采用上述修正方法进行修正。

实施例四

本实施例所述的是修正湿度计示值的装置，修正一个湿度计在40～80之间的示值。

首先采用修正系数计算模块，利用对该湿度计实施逐点定标的方法获得的结果，计算修正系数a和b。逐点标定的方法获得的结果详见表2，计算方法参考实施例三所述之内容。

然后采用修正公式形成模块，利用修正系数a和b，形成湿度计示值的修正公式：

y′＝-1.67819+1.01779x′

再采用修正值计算模块，读取湿度计的原始示值50，代替修正公式中的x′，计算得到修正后的湿度计示值为49.21。

湿度计的原始示值在40～80之间的任意数值时，均可采用上述修正装置进行修正。

上述实施例和实施方式所述的修正仪表示值的方法及装置的优点在于，通过采用校准结果提供的离散的标准数据，计算出一个模拟的函数表达式作为修正公式，因此可以对仪表在连续区间内的示值进行修正。

虽然本发明已以较佳实施例披露如上，但本发明并非限定于此。任何本领域技术人员，在不脱离本发明的精神和范围内，均可作各种更动与修改，因此本发明的保护范围应当以权利要求所限定的范围为准。

Claims (8)

1.一种修正仪表示值的方法，其特征在于，包括下列步骤：

1)提供离散的标准数据；

2)利用离散的标准数据，采用回归分析的方法，得到描述修正后仪表示值和原始的仪表示值之间关系的修正函数；

3)将原始的仪表示值代入修正函数，计算得到修正后的仪表示值。

2.根据权利要求1所述修正仪表示值的方法，其特征在于，所述之回归分析的方法包括：

1)计算出修正系数a和b：

$\stackrel{\‾}{x}=\underset{i=1}{\overset{n}{\mathrm{\Σ}}}{x}_i$

$\stackrel{\‾}{y}=\underset{i=1}{\overset{n}{\mathrm{\Σ}}}{y}_i$

$b=\frac{\underset{i=1}{\overset{n}{\mathrm{\Σ}}}(x_i-\stackrel{\‾}{x})(y_i-\stackrel{\‾}{y})}{\underset{i=1}{\overset{n}{\mathrm{\Σ}}}{(x_i-\stackrel{\‾}{x})}^2}$

a＝y-bx

其中x_{1，2，3....n}为离散的标准数据中的仪表示值，y_{1，2，3....n}为离散的标准数据中与之相对应的准确值；

2)采用修正系数a和b，形成仪表示值修正函数：

y′＝a+bx′

修正函数中的x′和y′为变量，x′代表原始的仪表示值，y′代表修正后的仪表示值。

3.根据权利要求1所述修正仪表示值的方法，其特征在于，所述之仪表包括温度计或湿度计。

4.根据权利要求1或2或3所述修正仪表示值的方法，其特征在于，所述之标准数据，采用逐点定标的方法获得。

5.一种修正仪表示值的装置，其特征在于，包括：

1)读取模块：读取离散的标准数据；

2)分析模块：利用离散的标准数据，采用回归分析的方法，得到描述修正后仪表示值和原始的仪表示值之间关系的修正函数；

3)计算模块：将原始的仪表示值代入修正函数，计算得到修正后的仪表示值。

6.根据权利要求5所述修正仪表示值的装置，其特征在于，所述之回归分析的方法包括：

1)计算出修正系数a和b：

$\stackrel{\‾}{x}=\underset{i=1}{\overset{n}{\mathrm{\Σ}}}{x}_i$

$\stackrel{\‾}{y}=\underset{i=1}{\overset{n}{\mathrm{\Σ}}}{y}_i$

$b=\frac{\underset{i=1}{\overset{n}{\mathrm{\Σ}}}(x_i-\stackrel{\‾}{x})(y_i-\stackrel{\‾}{y})}{\underset{i=1}{\overset{n}{\mathrm{\Σ}}}{(x_i-\stackrel{\‾}{x})}^2}$

a＝y-bx

其中x_{1，2，3....n}为离散的标准数据中的仪表示值，y_{1，2，3....n}为离散的标准数据中与之相对应的准确值；

2)采用修正系数a和b，形成仪表示值修正函数：

y′＝a+bx′

修正函数中的x′和y′为变量，x′代表原始的仪表示值，y′代表修正后的仪表示值。

7.根据权利要求5所述修正仪表示值的装置，其特征在于，所述之仪表包括温度计或湿度计。

8.根据权利要求5或6或7所述修正仪表示值的装置，其特征在于，所述之标准数据，采用逐点定标的方法获得。

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