CN101608927A

CN101608927A - 测量设备校准状况的客观自诊断的系统和方法

Info

Publication number: CN101608927A
Application number: CNA2009101406365A
Authority: CN
Inventors: P·德拉茹德; M·吉拉德
Original assignee: FOLUC CORP
Current assignee: FOLUC CORP; Fluke Corp
Priority date: 2008-06-11
Filing date: 2009-06-10
Publication date: 2009-12-23
Anticipated expiration: 2029-06-10
Also published as: US8655624B2; EP2133665B1; CN101608927B; US20090312984A1; EP2133665A3; EP2133665A2

Abstract

一种测量系统使用多个在至少一个方面彼此不同的换能器，比如具有不同的操作原理或由不同的厂商制造。从换能器获得的相应测量值应用至处理器，该处理器基于来自多个换能器的测量值提供一个测量值。该处理器还基于从换能器获得的测量值与从多个换能器获得的相应测量值的组合所获得的值相比较来提供关于每个换能器的校准漂移的信息。校准漂移的信息提供关于每个换能器的校准状况的客观评测。当换能器被确定为超出其校准误差时，就出现校准需求警报。

Description

测量设备校准状况的客观自诊断的系统和方法

技术领域

本申请涉及测量系统和方法，并且，更具体地，涉及在没有损害测量准确度之下允许校准期在非常低风险的过度延长之下延长的测量系统和方法。

背景技术

每一种测量设备都随着时间漂移或变化。由于这种漂移，测量设备必须定期重新校准以保证由设备做出的测量保持在通常由测量设备的规范所限定的公差内。在其超出公差之前没有能校准测量设备可能具有负面后果，包括取消或质疑由设备自从最近校准做出的所有测量。校准的失败在实地会导致错误的测量，这就质量、成本、安全性等而言是灾难性的。因此非常期望以充分短的重新校准间隔来校准。

虽然短的重新校准间隔是期望的以确保准确测量，比所需更短的重新校准间隔会增大校准频率，因而增加直接和间接的校准成本，比如仪器停机时间、运输以及相关的风险。目前，重新校准间隔通常基于类似设备的已有经验，并且其基于测量设备的最大预期校准漂移来选择。

选择足够短的重新校准间隔的困难由于校准漂移在不同的测量设备中以不同的速度出现的事实而加重。因此，测量设备的重新校准间隔通常基于大量类似设备的校准漂移历史统计地确定。间隔然后选择为在校准时提供容许状况的可接受可能性。在重新校准时超出误差状况的非常高成本之下，间隔必须是保守的，并且因此导致大多测量设备比所需的更早地校准，从而不必要地增加成本。另外，预测性的统计方法没有任何希望识别出其行为明显偏移预测行为的非正常值。

因此需要一种给预测性重新校准间隔选择提供替代方案以使得在重新校准时无超出容许状况的危险之下能使用更长的重新校准间隔的系统和方法

发明内容

一种测量系统和方法进行多个测量，其中至少一些测量与其它测量独立地进行。该系统然后从多个相应的测量中的至少一些获得组合值来获得测量值。由该系统和方法获得的多个测量还用来提供关于用来进行测量的测量设备的校准漂移的信息，比如多个测量中的至少一些的准确度是否小于预定准确度的指示。

附图说明

图1是根据本发明一个实施例的压力测量系统的框图。

图2是根据本发明一个实施例的压力测量设备的侧面等距视图。

图3是图2的压力测量设备的底部等距视图。

图4是根据本发明一个实施例的电气测量系统的框图。

具体实施方式

根据本发明一个实施例的测量系统10在图1中示出。系统10用来测量压力，但是操作原理能用于测量任何其它种类物理变量(比如温度)或电气信号特征(比如电压或频率)的系统。系统10包括三个具有连接至共用压力管道18的相应入口的压力换能器12、14、16。压力换能器12、14、16由共用电源28提供动力的相应电源22、24、26提供动力。电源22、24、26的每个包括提供调节电压的基准电压源30a，b，c以及将基准电压从电压源30a，b，c转换至相应电流的恒流源32a，b，c。然而，不同类型的电源可根据系统中使用的测量设备的性质来使用。同样，虽然系统10使用三个压力换能器12、14、16和相关的部件，但是也能仅使用两个压力换能器或多于三个的压力换能器。然而，三个压力换能器12、14、16是使得能识别出提供与其它显著不同的测量的压力换能器的最小化数目换能器。

压力换能器12、14、16的每个提供与由换能器12、14、16测量的管道18中的压力相应的模拟输出电压。输出电压应用至相应的模拟/数字(“A/D”)转换器42、44、46，它们分别输出指示由换能器12、14、16测量的压力的相应数字输出信号。来自A/D转换器42、44、46的数字输出信号应用至数字处理器48，数字处理器48例如能是运行执行适合分析算法的应用程序的计算机系统，如在下面更详细地讨论的。数字处理器48不仅确定和提供所测量压力的指示，而且确定和提供与压力换能器12、14、16的校准漂移相关的信息。

很多算法能用来确定测量压力和校准漂移。例如，能从压力换能器12、14、16的每个获得的压力测量的平均值或加权平均值获得所测量压力的值。在一些实施例中，所测量的压力值仅从压力换能器12、14、16中两个的测量获得，并且由换能器12、14、16中的一个测量的值被忽略，因为例如该压力值与其它两个压力换能器12、14、16测量的压力过度地不同。校准漂移能通过多种方式获得。例如，由压力换能器12、14、16的每个测量的压力值能与所测量压力值的平均值或加权平均值相比较。如果由换能器12、14、16的任何一个测量的压力值与平均值的不同超过规定值，能提供指示换能器12、14、16需要校准的校准警报。检测校准漂移已经达到规定值的其它方式对于本领域技术人员而言是很明显的。

换能器12、14、16可彼此相同，或两个或更多个能在很多方面彼此不同。例如，压力换能器12、14、16可具有不同的操作原理，比如换能器12具有安装有电阻应变仪的隔膜，换能器14具有安装有谐振波束力传感器的隔膜，并且换能器16具有响应于压力变化而压缩或张紧的弹簧并且安装有感知弹簧的可移动端部的位置的位置传感器。作为另一个示例，压力换能器12、14、16可都使用共同的操作原理，但是它们可由不同的厂商制造。替代地，它们可都使用共同的操作原理并且由相同的厂商制造，但是来自不同的生产批次。压力换能器12、14、16之间的其它变化也是可能的。使用在某些方面彼此不同的压力换能器12、14、16倾向于减少其校准漂移将互相匹配的可能性。

压力传感器50的实施例在图2和3中示出。压力传感器50包括如上面所解释的彼此间能是相同的或不同的三个压力换能器52、54、56。换能器52、54、56的每个包括电气端子58，换能器52、54、56通过电气端子58被供电并且能由此获得指示测量值的信号。换能器可以三个90度轴围绕从球形壳体62延伸的压力孔60(图3)对称地定位。同样，温度探测器64(图2)可与所有换能器52、54、56等距地定位。将换能器52、54、56对称地定位在球面上与测试压力孔等距确保即使压力改变它们也全部以相同的方式受压，以使得能在由换能器测量的压力之间做出有效的比较。将换能器定向在三个90度轴中提供了全部传感器不受定向和重力影响的独立性。在使用中，压力孔60可面向任何方向。

根据本发明另一个实施例的测量系统70在图4中示出。系统70使用三个分开的电压测量设备74、76、78测量电线72上的电压。电压测量设备74、76、78的每个将相应的数字输出提供至电压处理器80，电压处理器如上面所解释的使用适合的算法来提供测量电压值以及与校准漂移相关的信息，比如校准需求警报。再次，电压测量设备74、76、78能是彼此相同的，或如前面所解释的它们在很多方面彼此不同。电压测量设备74、76、78可在相同的位置处连接至电线72以使得它们暴露至相同的测量环境。例如，如果电压测量设备74、76、78在不同的位置处连接至电线72，沿着电线的长度可存在压降，或电压能电容性地结合至电线72上的一个位置至比另一个位置更大或更小的程度。

从前述中将理解到，尽管本发明的具体实施例在这里已经为了解释的目的而描述，但是各种变形可在不脱离本发明的精神和范围之下做出。因此，本发明仅由所附权利要求限制。

Claims

1.一种测量参数的方法，包括：

进行多个测量，至少其中一些测量与其它测量独立地进行；

从所述多个测量中的至少一些中得到测量值；以及

使用所述多个测量以确定所述多个测量中的至少一些的准确度是否低于预定的准确度。

2.根据权利要求1的方法，其中进行多个测量的动作包括使用具有不同操作原理的相应多个测量设备进行多个测量。

3.根据权利要求1的方法，其中进行多个测量的动作包括使用由不同厂商制造的相应多个测量设备进行多个测量。

4.根据权利要求1的方法，其中从所述多个测量中的至少一些得到测量值的动作包括：

根据从至少一个测量获得的值与从其它测量中的至少一些获得的值的组合相比较，放弃至少其中一个测量；以及

使用剩余的测量来提供所述测量值。

5.根据权利要求1的方法，其中从所述多个测量的至少一些得到测量值的动作包括平均所述多个测量。

6.根据权利要求1的方法，其中使用所述多个测量来确定所述多个测量中的至少一些的准确度是否低于预定准确度的动作包括将从所述多个测量的每一个获得的相应值与从所述多个测量获得的值的组合所确定的值相比较。

7.根据权利要求6的方法，其中从所述多个测量的组合确定的值包括从所述多个测量获得的相应值的平均值。

8.根据权利要求1的方法，还包括如果所述多个测量的至少一些的准确度低于预定准确度，则提供校准警报。

9.根据权利要求1的方法，其中进行多个测量的动作包括进行多个流体压力测量。

10.根据权利要求1的方法，其中进行多个测量的动作包括进行多个电气测量。

11.根据权利要求1的方法，其中进行多个测量的动作包括在相同的测量环境中进行所述多个测量的每一个。

12.一种测量系统，包括：

多个测量设备，其中至少一些测量设备彼此不同，所述测量设备的每一个提供相应的测量值；以及

结合为从所述多个测量设备接收测量值的处理器，该处理器可操作来从多个测量值的至少一些得到测量值，该处理器还可操作来提供关于多个校准设备的至少一些的校准漂移的信息。

13.根据权利要求12的测量系统，其中所述多个测量设备具有彼此不同的相应操作原理。

14.根据权利要求12的测量系统，其中所述多个测量设备包括由不同厂商制造的测量设备。

15.根据权利要求12的测量系统，其中所述处理器可操作来将来自相应测量设备的测量值的每一个与从多个相应测量设备的测量值的组合所得到的值相比较，并且基于该比较，选择所述测量值中的至少一个以在确定测量值时忽略。

16.根据权利要求12的测量系统，其中从多个相应测量设备获得的测量值的组合得到的值包括从多个相应测量设备获得的测量值的平均值。

17.根据权利要求12的测量系统，其中通过将从多个测量设备的每一个获得的相应值与从多个相应测量设备获得的值的组合所得到的值相比较，所述处理器可操作来提供关于多个校准设备中的至少一些的校准漂移的信息。

18.根据权利要求17的测量系统，其中从多个相应测量设备获得的值的组合所得到的值包括从多个相应测量设备获得的值的平均值。

19.根据权利要求12的测量系统，其中由处理器提供的关于多个校准设备中的至少一些的校准漂移的信息包括校准警报。

20.根据权利要求12的测量系统，其中测量设备的每一个包括相应的压力换能器。

21.根据权利要求12的测量系统，其中测量设备的每一个包括相应的电气测量设备。

22.根据权利要求12的测量系统，其中所述多个测量设备处于相同的测量环境中。

23.根据权利要求22的测量系统，其中所述测量设备的每一个包括相应的压力换能器，并且测量系统还包括压力换能器中的每一个以对称的方式与其流体地结合的壳体，该壳体具有与压力换能器中的每一个流体相通的压力孔。

24.根据权利要求23的测量设备，其中压力孔与全部压力换能器是等距的。

25.根据权利要求23的测量设备，其中压力换能器定位为使得整体测量设备上的重力影响与测量设备的定向无关。