CN102809445B - 热电偶检测方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种热电偶检测方法，包括以下步骤：将多个热电偶的探头绑定在一起，放入测温液体中；使所述测温液体的温度逐渐改变，通过测温仪获取各个所述热电偶感测的温度数据；根据所述温度数据，获取与每一所述热电偶一一对应的温度曲线；根据各个所述热电偶的温度曲线，获取平均温度曲线；根据各个所述热电偶的温度曲线以及所述平均温度曲线，获取各个所述热电偶的温度误差曲线；根据各个所述热电偶的温度误差曲线，分别获取各个所述热电偶的温度误差标准差；将各个所述热电偶的所述温度误差标准差与预设的温度误差阈值比较，对各个所述热电偶进行筛选。本发明能够减少热电偶检测的温度误差，提高热电偶对温度测量的准确性。

Description

热电偶检测方法

技术领域

本发明涉及温度检测的技术领域，特别是涉及一种热电偶检测方法。

背景技术

热电偶是温度测量仪表中常用的测温元件，它直接测量温度，并把温度信号转换成热电动势信号，通过电气仪表(二次仪表)转换成被测介质的温度数据。各种热电偶的外形常因需要而极不相同，但是它们的基本结构却大致相同，通常由热电极(探头)、绝缘套保护管和接线盒等主要部分组成，通常和显示仪表、记录仪表或者电子调节器配套使用。

在进行电缆检测过程中经常需要使用热电偶进行温度的测量，所测量的温度为原始数据，需要根据所述温度计算各种电缆参数。如果所述温度的测量有误差，则在处理数据的过程中，会产生误差积累效应。因此对热电偶的温度测量准确性有较高的要求，需要尽量减少热电偶的测温误差。

发明内容

针对上述现有技术中存在的问题，本发明的目的在于提供一种能够减少热电偶检测的温度误差，提高热电偶对温度测量的准确性的热电偶检测方法。

一种热电偶检测方法，包括以下步骤：

将多个热电偶的探头绑定在一起，放入所述95摄氏度的水中；

使水自然降温至室温，通过测温仪获取各个所述热电偶感测的温度数据；

根据所述温度数据，获取与每一所述热电偶一一对应的温度曲线；

根据各个所述热电偶的温度曲线，获取平均温度曲线；

根据各个所述热电偶的温度曲线以及所述平均温度曲线，获取各个所述热电偶的温度误差曲线；

根据各个所述热电偶的温度误差曲线，分别获取各个所述热电偶的温度误差标准差；

将各个所述热电偶的所述温度误差标准差与预设的温度误差阈值比较，对各个所述热电偶进行筛选。

本发明的热电偶检测方法，通过将多个热电偶的探头绑定在一起，放入测温液体中，使各个热电偶实际检测的温度一致，并使所述测温液体的温度逐渐改变，从而获得各个热电偶感测的温度数据随时间改变的温度曲线。根据各个所述热电偶对应的温度曲线，求取平均温度曲线，然后根据所述平均温度曲线求取各个所述热电偶的温度误差曲线；然后根据温度误差的标准差，对各个所述热电偶进行筛选，因此能够将测温误差较大的热电偶，或者该热电偶的检测温度数据通过上述筛选的方式过滤掉，提高使用热电偶检测温度的准确性。

附图说明

图1是本发明热电偶检测方法的流程示意图。

具体实施方式

请参阅图1，图1是本发明热电偶检测方法的流程示意图。

所述热电偶检测方法，包括以下步骤：

S101，将多个热电偶的探头绑定在一起，放入测温液体中；

本发明所称“多个”指两个或者两个以上。在本步骤中，将多个所述热电偶的探头绑定在一起，放入测温液体中，可以确保多个所述热电偶的探头接触的测温物体的温度相同。

优选地，所述测温液体为95摄氏度的水，将多个所述热电偶的探头用胶带绑定，并且放入所述95摄氏度的水中，使水自然降温至室温。

S102，使所述测温液体的温度逐渐改变，通过测温仪获取各个所述热电偶感测的温度数据；

使所述测温液体的温度逐渐改变，可以获得各个测量范围内的测量数据，使测量数据更加准确。例如使95摄氏度的水自然降温至室温，就可以测得95摄氏度至室温(假设为25摄氏度)之间的温度变化情况，通过连接所述多个热电偶的测温仪，获取各个所述热电偶感测的温度数据，并记录。

在本步骤中，也可以重复多次使测温液体的温度逐渐改变，从而获取到多次检测的温度数据后取平均值，以所述平均值作为记录的温度数据，提高检测精度。

S103，根据所述温度数据，获取与每一所述热电偶一一对应的温度曲线；

优选地，以每秒一次的频率对所述测温仪获取的各个所述热电偶感测的温度数据进行采样，记录各个采样点的温度值；连接各个所述采样点的温度值，获取所述热电偶的温度曲线。

上述对各个所述热电偶感测的温度数据采样的频率越高，检测的精度也越高，获得的温度曲线也更加准确。

所述温度曲线以时间为横坐标，以温度为纵坐标，描述各个所述热电偶感测的温度数据随时间变化的规律。如果是在理想情况下，各个热电偶没有误差，则同一采样点获得的各个所述热电偶感测的温度值应该相同，从而获得相同的温度曲线，然而在实际使用过程中，每个热电偶在同一采样点检测到的温度存在一定误差，因此本步骤得到的各条温度曲线并不重合，每条所述温度曲线对应一个所述热电偶。

S104，根据各个所述热电偶的温度曲线，获取平均温度曲线；

所述平均温度曲线为各个所述热电偶的平均检测温度相对于时间变化的曲线，以时间为横坐标，以平均检测温度为纵坐标。所述平均温度曲线反映各个所述热电偶的平均检测温度，在本发明中，以所述平均检测温度作为标准温度，执行步骤S101－S103时选用的所述热电偶的数量越多，所述平均检测温度越接近真实的温度值。

优选地，在本步骤中，获取同一采样点在各条所述温度曲线上对应的温度值，分别求取每一采样点对应的平均温度值；连接各个所述采样点的平均温度值，获取所述热电偶的平均温度曲线。当然在本步骤中，也可以选取步骤S103中的采样点之外的其他点作为本步骤中求取平均温度值的采样点。

S105，根据各个所述热电偶的温度曲线以及所述平均温度曲线，获取各个所述热电偶的温度误差曲线；

在本实施方式中，定义所述热电偶的温度误差等于：检测温度减去标准温度值(平均温度值)之差，再除以标准温度值所得到的比值。

因此，在本步骤中，获取同一采样点在各条所述温度曲线以及所述平均温度曲线上对应的温度值，通过以下方式计算所述热电偶的温度误差：

x＝(X-X’)/X’

其中，x为所述温度误差，X为所述温度曲线上对应的温度值，X’为所述平均温度曲线上对应的温度值；

连接各个所述采样点对应的温度误差值，即获得所述热电偶的温度误差曲线。

所述温度误差曲线反映了各个所述热电偶的检测温度误差随时间或者温度值变化而变化的规律，其纵坐标为温度误差，横坐标为对应的检测温度值或者时间值。通过查找所述温度误差曲线，可以找到各个所述热电偶在相应的检测温度下对应的检测温度误差，从而可以对该检测温度进行补偿，或者对所述热电偶进行校准。

S106，根据各个所述热电偶的温度误差曲线，分别获取各个所述热电偶的温度误差标准差；

在本步骤中，分别获取所述温度误差曲线上各个采样点对应的温度误差值，计算各个所述温度误差的标准差，即为所述热电偶的温度误差标准差；或者直接根据所述温度误差曲线计算所述温度误差标准差。所述温度误差标准差反应了各个所述热电偶在各个检测温度下的整体检测温度误差的大小，亦即反映了各个所述热电偶的性能。

S107，将各个所述热电偶的所述温度误差标准差与预设的温度误差阈值比较，对各个所述热电偶进行筛选。

如果所述热电偶的温度误差标准差大于预设的温度误差阈值，则所述热电偶的误差过大，不能继续使用；否则，所述热电偶的误差在允许范围内，可采用所述热电偶检测的温度数据或者进一步对所述温度数据进行校准。优选地，所述温度误差阈值预设为0.5％，经过大量的实验验证，热电偶的温度误差标准差的判断标准设置为0.5％具有较高的准确度。

本发明的热电偶检测方法，通过将多个热电偶的探头绑定在一起，放入测温液体中，使各个热电偶实际检测的温度一致，并使所述测温液体的温度逐渐改变，从而获得各个热电偶感测的温度数据随时间改变的温度曲线。根据各个所述热电偶对应的温度曲线，求取平均温度曲线，然后根据所述平均温度曲线求取各个所述热电偶的温度误差曲线；然后根据温度误差的标准差，对各个所述热电偶进行筛选，因此能够将测温误差较大的热电偶，或者该热电偶的检测温度数据通过上述筛选的方式过滤掉，提高使用热电偶检测温度的准确性。

作为本发明的一个优选实施方式，在执行步骤S107，对各个所述热电偶进行筛选之后，进一步执行以下步骤：

根据相应的所述温度误差曲线对经过筛选的所述热电偶实际检测的温度数据进行补偿。

所述补偿的步骤包括：根据相应的所述温度误差曲线计算相应的所述热电偶的检测温度误差平均值；以所述温度误差平均值对相应的所述热电偶实际检测的温度数据进行补偿。这一操作是建立在所述热电偶的测温误差基本恒定的基础上的，亦即通过求取误差平均值，以所述平均值作为对所述热电偶的检测温度进行固定补偿值的补偿，优点是非常方便简单。

在另一种方式中，获取当前所述热电偶的检测温度，根据所述检测温度查找所述温度误差曲线，获取所述检测温度对应的温度误差值，以所述温度误差值对所述检测温度进行补偿。这种方式的优点是能够比较准确地获取每一检测温度下对应的温度补偿值，提高补偿的准确度。

通过本发明的热电偶检测方法，首先对热电偶进行筛选，再对其检测的温度数据进行补偿，能够大大提高热电偶检测的温度数据的准确度。

优选地，本发明中使用的热电偶采用T型热电偶，T型热电偶又称铜-康铜热电偶(铜/镍铜热电偶，分度号T，测量范围(-200～+350℃))，是一种最佳的测量低温的廉金属的热电偶。T型热电偶具有线性度好，热电动势较大，灵敏度较高，温度近似线性和复制性好，传热快，稳定性和均匀性较好，价格便宜等优点，特别在-200～0℃温区内使用，稳定性更好，年稳定性可小于±3μV，经低温检定可作为二等标准进行低温量值传递。T型热电偶的应用也越来越广泛，所以对热电偶的筛选工作成了一项亟待解决的工作。T型热电偶测温精度Kaye级，误差0.21％。

以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (7)

1.一种热电偶检测方法，其特征在于，包括以下步骤：

将多个热电偶的探头绑定在一起，放入95摄氏度的水中；

使水自然降温至室温，通过测温仪获取各个所述热电偶感测的温度数据；

根据所述温度数据，获取与每一所述热电偶一一对应的温度曲线；

根据各个所述热电偶的温度曲线，获取平均温度曲线；

根据各个所述热电偶的温度曲线以及所述平均温度曲线，获取各个所述热电偶的温度误差曲线；

根据各个所述热电偶的温度误差曲线，分别获取各个所述热电偶的温度误差标准差；

将各个所述热电偶的所述温度误差标准差与预设的温度误差阈值比较，对各个所述热电偶进行筛选。

2.根据权利要求1所述的热电偶检测方法，其特征在于，根据感测的温度数据，获取与每一所述热电偶一一对应的温度曲线的步骤包括：

以每秒一次的频率对所述测温仪获取的各个所述热电偶感测的温度数据进行采样，记录各个采样点的温度值；

连接各个所述采样点的温度值，获取所述热电偶的温度曲线。

3.根据权利要求2所述的热电偶检测方法，其特征在于，根据各个所述热电偶的温度曲线，获取平均温度曲线的步骤包括：

获取同一采样点在各条所述温度曲线上对应的温度值，分别求取每一采样点对应的平均温度值；

连接各个所述采样点的平均温度值，获取所述热电偶的平均温度曲线。

4.根据权利要求3所述的热电偶检测方法，其特征在于，根据各个所述热电偶的温度曲线以及所述平均温度曲线，获取各个所述热电偶的温度误差曲线的步骤包括：

获取同一采样点在各条所述温度曲线以及所述平均温度曲线上对应的温度值，通过以下方式计算所述热电偶的温度误差：

x＝(X-X’)/X’

其中，x为所述温度误差，X为所述温度曲线上对应的温度值，X’为所述平均温度曲线上对应的温度值；

连接各个所述采样点对应的温度误差值，获得所述热电偶的温度误差曲线。

5.根据权利要求4所述的热电偶检测方法，其特征在于，根据各个所述热电偶的温度误差曲线，分别获取各个所述热电偶的温度误差标准差的步骤包括：

分别获取所述温度误差曲线上各个采样点对应的温度误差值，计算所述热电偶的温度误差标准差。

6.根据权利要求1至5任意一项所述的热电偶检测方法，其特征在于，在对各个所述热电偶进行筛选之后，进一步执行以下步骤：

根据相应的所述温度误差曲线对经过筛选的所述热电偶实际检测的温度数据进行补偿。

7.根据权利要求6所述的热电偶检测方法，其特征在于，根据相应的所述温度误差曲线对经过筛选的所述热电偶实际检测的温度数据进行补偿的步骤包括：

根据相应的所述温度误差曲线计算相应的所述热电偶的检测温度误差平均值；

以所述温度误差平均值对相应的所述热电偶实际检测的温度数据进行补偿。