CN103472294A - 无需校准的模拟量输入测量方法 - Google Patents

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吴胜华
马伟东
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Abstract

本发明公开了一种无需校准的模拟量输入测量方法，包括以下步骤，1）采用高精度采集元器件构建模拟量输入测量电路；2）模拟量输入测量电路中的模数转换器进行周期自校验操作，克服现有技术中常见模拟量测量方式的测量电路，测量校准需要花费大量的人力物力，而且经过几年或十几年的运行后，其精度比较难保证，需要再次返厂校准的问题。本发明的无需校准的模拟量输入测量方法，出厂及返修时均无需校准，且在模拟量输入电路的整个生命周期内精度不会超差，方法简单，容易实现，具有良好的应用前景。

Description

无需校准的模拟量输入测量方法
技术领域
本发明涉及模拟量测量技术领域，具体涉及一种无需校准的模拟量输入测量方法。
背景技术
在时间上或数值上都连续的物理量称为模拟量，把表示模拟量的信号叫模拟信号，把工作在模拟信号下的电子电路叫模拟电路。例如：热电偶在工作时输出的电压信号就属于模拟信号，因为在任何情况下被测温度都不可能发生突跳，所以测得的电压信号无论在时间上还是在数量上都是连续的，而且，这个电压信号在连续变化过程中的任何一个取值都是具体的物理意义，即表示一个相应的温度。模拟量的测量被广泛应用于石油、化工、汽车、电子等诸多领域，业界较常使用的模拟量测量方式有诸如4-20mA的电流输入及诸如0-5V电压输入的测量方式，对于4-20mA的电流输入信号，业界最常见的测量方式是使本电流信号流经电阻，后使用模数转换器测量电阻两端的电压，将电压值送入处理器从而计算出电流大小；对于0-5V的电压输入信号，业界最常见的测量方式是使本电压信号进入模数转换器进行测量，测量后的电压值送入处理器进行计算。
对于以上的常见模拟量测量方式的测量电路，大多需要在出厂正式使用前进行测量校准工作，以保证测量精度，需要花费大量的人力物力，而且经过几年或十几年的运行后，其精度比较难保证，需要再次校准，更加费时费力。
发明内容
本发明的目的是克服现有技术中常见模拟量测量方式的测量电路，测量校准需要花费大量的人力物力，而且经过几年或十几年的运行后，其精度比较难保证，需要再次返厂校准的问题。本发明提供的无需校准的模拟量输入测量方法，出厂及返修时均无需校准，且在模拟量输入电路的整个生命周期内精度不会超差，方法简单，容易实现，具有良好的应用前景。
为了达到上述目的，本发明所采用的技术方案是：
一种无需校准的模拟量输入测量方法，其特征在于：包括以下步骤，
步骤（1），采用高精度采集元器件构建模拟量输入测量电路；
步骤（2），模拟量输入测量电路中的模数转换器进行周期自校验操作。
    前述的无需校准的模拟量输入测量方法，其特征在于：步骤（1）构建模拟量输入测量电路的方法为，
1），使用高分辨率模数转换器做为模拟量输入电路中的模数转换器；
2），将高精度高温漂的电压基准源做为高分辨率模数转换器的电压基准。
前述的无需校准的模拟量输入测量方法，其特征在于：所述高分辨率模数转换器选型时，在保证需求的测量精度的前提下，模数转换器的分辨率优选高级别，且所选用的高分辨率模数转换器具有自校验功能，在测量过程中高分辨率模数转换器进行分周期的自校验操作，以消弱环境温度变化引起的模数转换器的测量精度漂移。
前述的无需校准的模拟量输入测量方法，其特征在于：所述高精度高温漂的电压基准源为具有高的稳压电源输出精度和高的温度漂移特性。
本发明的有益效果是：本发明的无需校准的模拟量输入测量方法，出厂及返修时均无需校准，且在模拟量输入电路的整个生命周期内精度不会超差，方法简单，容易实现，具有良好的应用前景。
附图说明
图1是本发明的无需校准的模拟量输入测量方法的原理示意图。
具体实施方式
下面将结合说明书附图，对本发明作进一步的说明。
本发明的无需校准的模拟量输入测量方法，使得模件或装置在出厂时无需出厂前校验，且在模拟量输入电路的整个生命周期内精度不会超差，简单易实现，包括以下步骤，
步骤（1），采用高精度采集元器件构建模拟量输入测量电路，使用高分辨率模数转换器替换常用模拟量输入电路中的模数转换器，将高精度高温漂的电压基准源做为高分辨率模数转换器的电压基准，高精度高温漂的电压基准源具有高的稳压电源输出精度，并具有高的温度漂移特性；
步骤（2），所使用的高分辨率模数转换器具有自校验功能，在测量过程中本转换器进行分周期的自校验操作，以消弱环境温度变化等引起的模数转换器的测量精度漂移。
高分辨率模数转换器选型时，在保证需求的测量精度的前提下，模数转换器的分辨率优选高级别，且所选用的高分辨率模数转换器具有自校验功能，在测量过程中高分辨率模数转换器进行分周期的自校验操作，以消弱环境温度变化引起的模数转换器的测量精度漂移；
高精度高温漂的电压基准源为具有高的稳压电源输出精度和高的温度漂移特性。
本发明的一实施方式，高分辨率模数转换器选用模数转换器型号为AD7715芯片，高精度高温漂的电压基准源型号为AD780芯片，在模数转换器周期自校验的配合下，其出厂后测量精度能达到0.05%以内，远超行业要求的0.1%及0.2%。
当环境温度改变时，模数转换器的自校验可有效消除环境温度改变下模数转换器的测量精度漂移，高温漂等级的电压基准源可保证环境温度改变下仍有较高的电压基准提供给模数转换器。
以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征及优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。

Claims (4)

1.一种无需校准的模拟量输入测量方法，其特征在于：包括以下步骤，
步骤（1），采用高精度采集元器件构建模拟量输入测量电路；
步骤（2），模拟量输入测量电路中的模数转换器进行周期自校验操作。
2.根据权利要求1所述的无需校准的模拟量输入测量方法，其特征在于：步骤（1）构建模拟量输入测量电路的方法为，
1），使用高分辨率模数转换器做为模拟量输入电路中的模数转换器；
2），将高精度高温漂的电压基准源做为高分辨率模数转换器的电压基准。
3.根据权利要求2所述的无需校准的模拟量输入测量方法，其特征在于：所述高分辨率模数转换器选型时，在保证需求的测量精度的前提下，模数转换器的分辨率优选高级别，且所选用的高分辨率模数转换器具有自校验功能，在测量过程中高分辨率模数转换器进行分周期的自校验操作，以消弱环境温度变化引起的模数转换器的测量精度漂移。
4.根据权利要求2所述的无需校准的模拟量输入测量方法，其特征在于：所述高精度高温漂的电压基准源为具有高的稳压电源输出精度和高的温度漂移特性。
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PB01 Publication
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