CN104040300B - 用于修正热测量装置的失调漂移影响的方法、热测量装置和气体流量测量仪 - Google Patents
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Abstract
一种用于修正热测量装置（10）的失调漂移影响的方法，该测量装置包括至少一个以确定间距邻近用于待测量流体的加热装置（12）设置的温度传感器（15a，15b），所述温度传感器用于测量至少一个描述在所述加热装置（12）运行时的温度和/或温度变化过程的测量参量，其中，在基准时间点，在加热装置（12）关断的情况下在对测量参量进行第一测量中测出基准测量值（35）；在至少一个后来的时间点，在加热装置（12）关断的情况下在对测量参量进行第二测量中测出漂移测量值（36）；其中，在利用加热装置（12）的测量过程中根据所述漂移测量值（36）与所述基准测量值（35）之间的差实施漂移修正。
Description
技术领域
本发明涉及一种用于修正热测量装置的失调漂移影响的方法，该测量装置包括至少一个以确定间距邻近用于待测量流体的加热装置设置的温度传感器，所述温度传感器用于测量至少一个描述在所述加热装置运行时的温度和/或温度变化过程的测量参量。另外，本发明涉及一种热测量装置和一种气体流量测量仪。
背景技术
在现有技术中，特别是实现为微热测量装置之热测量装置的原理是已知的。其以流体、特别是气体通过一个加热装置被确定地加热为基础。与加热装置有固定间距地设置有一个温度传感器，该温度传感器最终在实时存在的条件下测量加热过程的效果。这样的热测量装置经常用于气体的流量测量。为此设置两个温度传感器，它们分别等距间隔开地设置在加热装置的相对置的侧面上，这意味着：一个温度传感器设置在上游，另一个设置在下游。如果现在例如没有流量的话，则由加热装置产生的热量均匀地向两个方向传输，因而应该测量不到温差。然而如果气体以一定的速度流过该结构设置的话，则在温度传感器上产生一个温差，该温差可以通过一个特性曲线与一定的流量相配。也就是说，在这种情况下最后的预期的测量参量为两个同样的温度传感器的传感器信号的差，该差就表示当前温差的量度。
然而还已知的是：观测其他一些测量参量，例如在流体不运动期间唯一一个传感器的与时间相关的传感器信号或者唯一一个传感器信号的时间变化曲线，因为这一点表示流体的热传输、因而就是导热性的量度。所以例如在气体流量测量仪中以此方式还可确定气体种类。
如已经述及的那样，这种热测量装置经常还被实现为微热的测量装置，在这些测量装置中，所有重要的部件都可以设置在唯一一个芯片上。例如为此加热装置可以包括一个热导体带，其中，温度传感器可以实现为在必要时有相同间距地设置在热导体旁边的整列的热电偶。这样的测量装置可以实现得非常小，例如在边长为2至5mm范围内的矩形芯片的数量级内。例如，温度传感器和加热装置可以设置在印刷电路板的氮化硅-膜片-部分上，该印刷电路板在评估电子系统的硅体堆装部件区域内包含有控制装置等。
如已经述及的那样，这样的热测量装置，特别是这种实现为微热测量装置的测量装置经常应用在电子气体流量测量仪内，例如气体计量表内，这些气体流量测量仪因此拟测量气体的体积流量。然而在这种测量装置的实际应用中已经证明：测量信号的偏移不足够稳定以保证在零流量(或其他的基准流量)时用于测量参量的确切的零点。对此，在极端的情况下可能出现气体流量测量仪尽管当前不存在通流量却依然测量出通流量的现象。
通常，用于流量测量等的热测量装置为了使测得的零流量与特性曲线的零流量相对应而首先要加以调校，以使这个特性曲线可以得到应用。为了应对偏移的问题，在现有技术中提出：将热测量装置在调校之后保管一定的时期，例如数周时间，在这个时间过后或在供货之前再次实施对流量偏移的测定，以保证其在预先规定的界限内保持稳定。但是这种在不同时间点利用仅仅两次测量对漂移状态进行测定的方法却被认为是不可靠的。
对于所观测的失调漂移影响，问题首先是：偏移并非连续地漂移，因此可以考虑进行预测等措施，而是通常在限定的频带内波动。因此定义一个这样的频带也是已知的，其中，在第二偏移测定时作为瞬时记录处于这个频带之内的表计可以被指定为“好”，而位于外部的话表计则被指定为“差”。然而长时间测量表明，在个别的情况下偏移在较长时期之后同样还会开始漂移。因此该已知措施造成如下结果：首先并非所有不适宜的热测量装置都被滤除，其次本身可以无问题使用的测量装置却被剔选出来。
发明内容
因此本发明的目的是，提供一种方法，用以在这种类型的热测量装置中跟踪失调漂移并用于实时修正。
为了实现上述目的，根据本发明，在文首述及的类型的方法中规定：在一个基准时间点，在加热装置关断的情况下在对测量参量进行的第一测量中测出基准测量值；在至少一个后来的时间点，在加热装置关断的情况下在对测量参量进行的第二测量中测出漂移测量值；其中，在利用加热装置的测量过程中根据所述漂移测量值与所述基准测量值之间的差实施漂移修正。
通常这种类型的热测量装置的测量周期设定为：首先加热装置以一定的持续时间内被激活，例如在微热测量装置的情况下为100ms。在产生了稳定状态的一定的预热时间之后，则进行对测量参量的真正的测量，其中，在加热装置关断后的测量通常不再提供有意义的测量值。本发明的思想在于利用一个测量作为参照，该测量与测量参量的真正测量一样经受相同的影响因素，在以流量测量作为主要应用领域的情况下这就是零流量时的测量值。但是这里存在的问题是，无法准确地确定流量是否确实为零，因此本发明认识到：通过在测量时不接通加热装置的方式可以近似地模拟这个状态。这意味着：根据本发明提出，为了修正而采用一个附加的测量周期，在该测量周期中并不运行加热装置，因此也就不利用加热装置，但是此外测量条件则保持准确相同。因此，如同针对利用接通的加热装置进行的真正测量那样，在热测量装置中使用相同的测量路径，特别是相同的多路复用器和/或相同的放大器和/或相同的ADC-调节。
因此特别是可以规定：在使用特别是包括放大器和/或用于将测量参量数字化的模拟-数字转换器的电子组件的情况下，由温度传感器的信号确定出测量参量。因此本发明提出的修正有益地直接运用在数字化的测量参量上，这意味着：借助数字化的测量参量测定并获得出失调漂移因此还有由电子组件的部件产生的效果，例如由多路复用器、ADC、放大器和/或其他的部件。
在本发明人的研究当中认识到：对于漂移的偏移负有责任的干扰源是多种多样的。可以在温度传感器上、在多路复用器上、在放大器上、在模拟-数字转换器(ADC)上以及在供电系统上可以找到影响失调漂移的作用。如本发明提出的那样，如果现在通过加热装置实现的热能量输入被中断，而在测量的剩余过程中没有任何变化的话，则特别是可望得到与流动无关地恒定的温度信号。如果现在在时间过程中在整个系统中产生一个漂移的话，温度信号在不通过加热装置实现能量输入的情况下再次特别是与流动无关地以及也与气体种类无关地描述这个漂移，因此通过对信号或由此求得的测量参量的跟踪在一个时间点t与基准时间点相比分别在加热装置关断的情况下测定一个这样的漂移以及真正感兴趣的测量值可以在加热装置接通的情况下利用这个测定的漂移、例如一修正系数得到修正。
也就是说，根据本发明，热测量装置的失调漂移通过如下方式得到补偿，即，测量参量在加热装置关断的情况下被跟踪以及一个产生的区别在基准时间点将基准测量值与漂移测量值之间的差用于在加热元件接通的情况下对测量参量的测量值(或者至少是最后寻求的评估参量)的修正。温度信号在加热装置关断的情况下不受流动的或静止的流体影响，那么真实的系统漂移便通过这种方式被描述出来。
同时在此处需要说明的是，很多已知的热测量装置本来已经具有特别是通过使用适宜的多路复用器来输出并且平行地使用不同测量参量的可能性。例如，在温度传感器设置在加热装置的相对置的侧面上的结构设置中，通过相应的调整，多路复用器可得以调整，将温度传感器的信号总和、温度传感器的单独信号和温度传感器的信号的差视为测量参量，其中，例如该差可以针对于流量测量来考虑，而单独信号可以针对于流体种类确定、特别是气体种类确定来考虑。本发明的方法当然还能够相应地用于对关于整个系统的失调漂移的多个测量参量或评估参量进行修正。因此所述方法也可以用于在唯一一个热测量装置上的多个测量参量。
在本发明的有益的设计中可以规定：以预先确定的时间间隔周期性地实施第二测量，特别是在从每隔5分钟至每隔24小时的范围内。在第二测量的周期性的重复中可以实现：始终具有一个再现尽可能为实时的失调漂移的漂移测量值。在此需要注意的是：所说失调漂移涉及的是一个在较长时间标度上出现的现象，例如可以表示数周以上的发展。根据最后在具体的热测量装置上要考虑的时间标度，可能相应合适的是：例如每隔8分钟、每隔51/2小时或每隔24小时对漂移测量值进行采集，其中，也可以在各第二测量之间考虑不同的时间间隔。
在本发明的特别有益的设计中可以规定：在修正时使用在直到最后进行的第二测量为止各相继的第二测量中所采集的偏移测量值的平均值，特别是滑动平均值和/或得自30至80个单独的漂移测量值的平均值。使用平均值尤其具有如下的优点：能够对噪声效应、统计上的测量误差等进行平均并产生一种对实际漂移的较准确的评定。适宜的是，在此可以设置一个始终保持实时的、滑动平均值。例如可以考虑始终对最后64个漂移测量值取平均，以便为了求差将此外同样可能是得自多个测量的平均值的基准测量值从这个平均值中扣除，这样便获得一个修正系数。
如已经阐述的那样，在这种热测量装置中普遍的情况是：为了对包含使测量参量与待测定的评估参量相联系的评估特性曲线的综合特性曲线的位置状态进行调校，在第一时间点实施利用加热装置情况下的测量，用以确定要从测量值中扣除的或要用来使评估特性曲线移动的基本调校值，特别是在流量测量时通过下述方式，即，使得在零流量时产生评估特性曲线的交零。在此涉及的是在现有技术中原则上已知的对热测量装置的基本调校。
原则上可以如迄今所阐述的那样实施本发明的方法，其中这主要是适合于热测量装置，这些热测量装置或它们的传感器没有特别剧烈的温度变化过程。然而也可以有设置较剧烈的温度变化过程的情况。如果例如为了实现流量测量对与加热装置等距间隔开地相对设置的温度传感器的温度信号的差进行观察的话，那么会出现在不同的绝对温度、但是相同的温差的情况下依然提供不同的差作为信号之情况。这造成如下结果：由于例如温度传感器上的温度分别低例如10℃，所以在加热器接通和零流量的情况下再现温差的测量参量不同于在加热器关断情况下测得的测量参量。
已经可以根据现有技术通过如下方式抑制这种关于流体温度的温度效应，即，例如取代唯一一个使测量参量与流量相关联的特性曲线而设置一个完整的综合特性曲线，并且通过一个附加设置的另外的流体温度传感器、特别是气体温度传感器持续地检测流体的温度以及相应地选择一种特性曲线。
鉴于本发明原则上可以以下述情况为出发点，即，真正的失调漂移完全与温度相关，为了测定失调漂移还是必须要注意：如果基准测量值在一定的温度下被采集的话，那么当在流体的另一个温度下实施第二测量时，会出现问题。
为了扩大同样针对这种效应的修正，根据本发明为了解决这个问题可以规定：在与基准时间点对应的、没有流量和/或具有清楚限定的流体种类的第一时间点，针对至少两个与加热装置无关地通过流体温度传感器测得的、不同的流体温度，测定用于利用加热装置由此及彼况下的测量的基本调校值，以及不利用加热装置情况下的基准测量值，其中，在修正时根据采集测量值时的温度考虑多个基准测量值。因此，特别是在基准时间点，在不同的流体温度的情况下，还测量多个基准测量值，其中，不仅仅测定用于使用接通的加热装置的测量的基本调校值，这些基本调校值然后用于能够应用使测量参量与评估参量相联系的综合特性曲线的评估特性曲线，而且另外还测定多个用于在加热装置关断情况下的测量的基准值，这样，通过引用相同的或相当的温度参考，从而以理想的方式对于某一个温度(在该温度下在加热装置关断的情况下采集了一个测量值)来说还可以避免由于温度变化过程导致的效应。在不同流体温度下采集的基准测量值的变化显示出偏差，这些偏差在基准测量值与测量值(利用该测量值形成差)相比是在不同温度下进行确定时出现。最后，也就是说代替了唯一一个基准测量值而在不同的温度下进行测量。以这种方式还顾及到测量参量的特别是非线性的温度相关性，该温度相关性在不同流体温度下导致不同的基准测量值。
在这种情况下例如可以规定：确定出使基本调校值和/或基准测量值与流体温度相联系的温度特性曲线和/或查阅表，并且将该温度特性曲线和/或查阅表用来测定基本调校值和/或基准测量值和/或用于一定温度的评估特性曲线。例如此处可以利用内推法(内插法)、外推法(外插法)和/或配合(Fits)运行，以求得温度特性曲线或者确定查阅表，从中可以针对一定的、测得的流体温度获得相应的值。
如所阐述的那样，基准测量值与漂移测量值的差相当于需修正的失调漂移。现在可以考虑本发明的方法的各种变型，这些变型特别是直接地或间接地引导一个具体的、在加热装置运行时采集的测量值对这个失调漂移进行补偿或者至少导致评估参量的一个正确的评估值。当然也可以考虑现在示出的实例的变型，特别是在数学方面的其他的、具体的处理方式。
在第一实施方式中可以规定：修正系数作为漂移测量值与基准测量值之间的差被确定出来并且从在利用加热装置的情况下采集的测量值中扣除。在这个实施方式中，失调漂移被明确地确定为修正系数，以便然后使用在测量值上进行直接修正。如上所述，为了测定评估参量的评估值，经过修正的测量值于是便可以例如用作评估特性曲线的输入值。在这个设计中有益的是：特别是在失调漂移明确确定后，这个失调漂移可以被跟踪并且在必要时可以得到进一步评估，例如鉴于在一定的间隔内的停留。
如上所述，在可选的第二实施方式中，在测定基本调校值时，将该基本调校值通过减去或加上基准测量值而加以修改，其中，为了修正，在利用加热装置的情况下采集的测量值上加上漂移测量值或从在利用加热装置的情况下采集的所述测量值中扣除所述漂移测量值。基本调校值是一个原则上补充给所有采集的测量值的值，其中，本发明在此充分利用了一个已知的、通过基本调校值的修改的措施。但这意味着：不必再进行漂移测量值与基准测量值的确切比较，而是如若(已经通过基本调校值被修改的)采集的测量值与基本调校值的修改相反地被施加漂移测量值的话就足够了。也就是说，如果基准测量值呈正值地进入采集的测量值的话，将漂移测量值减去，以及反过来，从而所述采集的测量值还在此有效地、在一定的环境中更加容易实现地被修正漂移测量值与基准测量值之间的差，即漂移失调(Drift-Offset)。
本发明的方法的第三实施方式规定：参照上述详细解释，用于将测量参量配置给评估参量所利用的评估特性曲线被移动基准测量值(的大小)，其中，为了确定评估值，与移动方向相反地移动漂移测量值的、在利用加热装置的情况下采集的测量值被用作输入值。因此在这种情况下，漂移测量值被再次补充给测量值，当然，与基准测量值的差通过评估特性曲线得以考虑，该评估特性曲线相反地被移动这个基准测量值(的大小)，从而，通过这个确切的比较获得了评估参量的一个正确的评估值。在此，另外可以规定：评估特性曲线被如此地扩展，使其同样能够计算负的流动值。可实现本方法的简化实施。
在这个实施方式中适宜的是：参照上述详细解释，在测定基本调校值时评估特性曲线同样移动所述基本调校值(的大小)。这意味着：为了基本调校值同样也不必实施对测量值的修正，而是使该测量值同样通过经移动的评估特性曲线便已被描述出来。对于利用激活的加热装置采集的、待评估的测量值，然后只需采用(实时的)漂移测量值以找出正确的评估值。
另外，在这个实施方式中可以规定：对于描述通过包含测量装置的测量通道的流体流量的测量参量，借助在评估特性曲线中的基本调校值来确定完全描述零流量的截止区间。以这种方式可以防止在零流量时通过测量误差确定流量值。如果例如基本调校值为X值的话，那么这意味着：如果没有失调漂移的话，在经过移动的特性曲线中例如零流量被配置给测量值X。因此可以限定一个截止区间，例如对称的[X－Y，X+Y]，这样零流量被配置给截止区间内的每一个值。在所述区间以外仍继续使用通常的评估特性曲线。
还需要说明的是：对基准测量值、基本调校值和用于多个温度的特性曲线的详细解释当然可以应用于所有这些实施方式。
本发明的修正在如下的情况中能够特别有益地得到应用：作为测量装置使用微热的、特别是在一芯片上实现的测量装置，和/或作为温度传感器使用至少一个热电偶，特别是一组与加热装置等距间隔开的、串接的热电偶。特别是可以使用一个总装置，该总装置实现于包括硅体堆装(Bulk-Silizium)的印刷电路板上，其中含有氮化硅-膜片，在该氮化硅-膜片上温度传感器作为热电偶和加热装置可以实现为可通电的加热元件。流体温度传感器，特别是气体温度传感器例如可以作为二极管温度传感器附加地设置在硅体堆装印刷电路板(Silizium-Bulk-Leiterplatte)上，该硅体堆装印刷电路板同时起到降温器的作用以及因此具备流体的、特别是气体的温度。热测量装置的这种设计的实例为瑞士SensirionAG的传感器SF04。
如已经阐述的那样，优选本发明应用于流量测量当中。在这种情况下可以规定：作为测量参量，测量的是描述通过包含测量装置的通道的流体流量的测量参量，其中，沿流体的流向在加热装置的两侧上与该加热装置有相同间距地设置至少一个温度传感器，以及使用所述两个温度传感器的传感器信号的差值作为测量参量。因此，测量参量再现了局部的温度变化过程，具体地说就是温差。
优选附加地，但也可选地可以规定：作为测量参量，测量的是再现在激活加热装置之后描述流体的导热性的静态平衡状态的测量参量，并且将该测量参量用于确定流体种类。特别是，如果还应该利用该热测量装置实施流量测量的话，那么例如可以设置一些时间点，在这些时间点中检查是否还存在同样的流体种类，特别是气体种类。可以考虑本发明的方法的这样一些设计，在这些设计中，这种气体种类确定测量与第二测量同时进行，特别是利用同样的周期。
总之，如果该热测量装置被置入在气体流量测量仪内的话，则是特别有益的。
除了所述方法之外，本发明还涉及一种热测量装置，其包括：一个加热装置；至少一个以确定间距邻近用于待测量流体的该加热装置设置的温度传感器，所述温度传感器用于测量至少一个描述在所述加热装置运行时的温度和/或温度变化过程的测量参量；和一个控制装置，该控制装置构造为用于实施本发明的方法。所有针对本发明的方法的详细解释都能够类似地转用于本发明的热测量装置，该热测量装置的控制装置因此构造为用于相应地控制实施基准测量和至少一个第二测量。为此特别是设置有一种控制选择可能性，该控制选择可能性允许独立地激活或去活所述加热装置。
最后，本发明还涉及一种气体流量测量仪，特别是气体计量表，其包括本发明的热测量装置。所有前述的详细解释同样可以转用于此。气体流量测量仪的热测量装置于是特别构造为用于流量测量，因此沿着气体的流向在加热装置的两侧上与该加热装置保持相同间距地具有至少一个温度传感器，具体地说就是两个温度传感器。
附图说明
由下文说明的实施例以及参照附图对本发明的其他优点和细节加以阐述。附图中：
图1为本发明的气体计量表的原理图；
图2为本发明的热测量装置的原理图；
图3为热测量装置的测量区域的俯视图；
图4为测量原理的第一示图；
图5为测量原理的第二示图；
图6为用于说明本发明的方法的曲线图；和
图7为用于说明本发明的方法的第三实施方式的曲线图。
具体实施方式
图1示出的是本发明的气体计量表1的原理图。如大体上已知的那样，该气体计量表具有一个壳体2，在该壳体内此处还整合有一个气体入口3和一个气体出口4。气体按照流入方向、即箭头5通过气体入口3到达输入部6内。在那里它例如可以产生涡旋以便从气体流中除去微粒。真正的流量测量在主通道7的区域内进行，在此处，气体的一部分通过一个动压体(Staudruckkoerper)8被引入一个测量通道9，在该测量通道上设置有本发明的热测量装置10，这里是设置在一块印刷电路板上。在此，真正的测量区域标注有附图标记11并且非常小，例如在几个毫米的范围内。
气体从测量通道回到主通道7中，从那里它被送往气体出口4。
当前情况下，测量通道9的壁由热测量装置10的印刷电路板限定边界，其中，该印刷电路板含有用于处理测量信号和测量参量的电子部件。在这种情况下，热测量系统10的真正的测量部件构成为微芯片，该微芯片可以类似于计算机芯片那样借助半导体工艺制成。再者，第一电子控制系统和数据分析电子系统共同整合在所述芯片上，这样可以实现精确的流量测量。设置在测量区域11内的测量元件嵌入由碳化硅构成的薄膜片内，其中，图2示出了膜片14连同所有主要的部件的俯视图。作为加热装置12的组成部分，有一个加热元件13设置在膜片14上的中心处。作为温度传感器15a、15b，沿流向16在加热元件13的相对置的侧面上与这个加热元件保持相同间距地设置有串接的热电偶17组(系列)，因而借助关于加热元件13对称设置的温度传感器15a、15b对薄膜片14上的温度传播进行测量。也可以被称为热电堆的热电偶17组例如能够分别包括各36个热电偶17。环绕的硅体堆装18起到散热器的作用，以及在其内可以明显地与这个测量装置间隔开地设置一个例如构造为二极管传感器的气体温度传感器19，在图2中仅仅示意性地示出。硅体堆装18具备周围环境的温度，即气体温度。
可以在图3中的方框图中得知热测量装置10的部件。这样这个测量装置除了设置在测量区域11内的部件，特别是温度传感器15a、15b和气体温度传感器19之外还包括放大器20和模拟-数字转换器21(ADC)，用以将用于测量参量的测量值数字化。因此一般地可以说：设置有用于测定数字化的测量参量的电子组件。最后由此处未进一步示出的多路复用器决定哪些测量参量直接通过放大器20和ADC 21放大和输出。当前特别是可以输出温度传感器15a、15b的传感器信号的差以及还有温度传感器15a、15b的单独信号，其中，所述差描述的是温度传感器15a、15b的位置之间的温差的量度并且为了流量测量之目的被评估，而温度传感器15a、15b的单独信号中的至少一个可以为了确定气体种类而被评估。
热测量装置10还包括一个控制装置22，该控制装置配置有一个存储装置23以及该控制装置既承担对部件的控制也承担第一评估任务，例如将测量值配置给一个感兴趣的参量，例如用于由温度传感器15a和15b的传感器信号的差来测定流量。
首先，借助图4和5再次进一步地阐述流量测量的测量原理。在此，图4示出的是零流量时的情况。可以看到：在加热装置、加热元件13接通的情况下产生了对称的温度分布24。这意味着：在热电偶17的热触点25上存在相同的温度，因此在理想状态下应该测不到温差。如果现在产生流量26，参照图5，温度分布24在膜片14上产生位移。在加热元件13前，即逆流而上，温度下降程度强于沿流向顺流而下，即在加热元件13之后。因此可以在两个温度传感器15a、15b之间测到温差27，该温差的幅度和符号(正或负)提供有关流速和流向的信息。
综合特性曲线通常同样考虑到气体温度，例如为了不同的气体温度或气体温度范围可以设置不同的评估特征曲线这些评估特征曲线将一个具体的、描述温差的测量值与一个流量值联系起来作为评估值，以及，这些评估特征曲线可以存储在存储装置23内，借助所述综合特性曲线作为感兴趣的参量可以确定一个流量值，其中首先热测量装置可以被如此地调校，即，零流量同样理想地分别图示在交零点上。为此测量至少一个零流量时的基本调校值。这样的测量过程在现有技术中基本上是已知的。为了确定气体种类，可以设置类似的评估综合特性曲线。
然而控制装置22现在同样构造为用于实施本发明的方法，这意味着：可以对如在热测量装置10中可能出现的失调漂移实施修正。在这种情况下，在此对本发明的方法关于流量测量方面加以进一步阐述，其中首先参照图6。那里为了确定的气体温度示出的是使描述温差的测量参量与一个流量值联系起来的评估特性曲线28、29、30和31，在已经加以描述的调校之后交零点(Nullpunktdurchgang)可以位于位置32处。特性曲线29和31涉及的是一个基准时间点t0。与此同时特性曲线29涉及的是在加热装置12接通时的相互关系，而特性曲线31示出的是在加热装置12关断时的相互关系，此时因此由于不变的、均匀的温度分布产生一根坡度为零的直线。然而已经可以看到：在特性曲线29与31之间有一个绝对差值，该绝对差值的原因在于：在加热装置12接通的情况下总之在两侧上存在较高的温度。
特性曲线28和30涉及的是后来的时间点t，在该时间点为了此处示出的实例应该产生相同的气体温度。但是如图6示出的那样，由此导致如下结果：在加热装置12关断的情况下在无加热器的测量中测得的失调漂移34相应地同样出现于特性曲线28相对特性曲线29的情况。
因此原则上在本发明的方法中，在基准时间点t0时在加热装置12关断的情况下测量并存储基准测量值35，特别是存储在存储装置23内，或者如还将在下文中进一步阐述的那样被直接使用。那么如果在后来的时间点t在加热装置12关断的情况下实施第二测量的话，便产生一个漂移测量值36，其中，通过将基准测量值35从漂移测量值36中减去而得出一个处于失调漂移34高度的修正系数。
在首先阐述的第一实施方式中，那么这个修正系数34也可以通过如下方式用于修正在加热装置12接通的情况下的测量值M、即从示范的、在利用加热装置12的情况下采集的测量值37中按照箭头38再次扣除修正系数，即失调偏移34，因此这样在特性曲线29上得出经过修正的测量值39。现在便可以读取正确的流量值。
那么为了能够不断实时地更新修正系数，以规则间隔实施对漂移测量值36的第二测量，例如每隔30分钟。
在此，为了确定修正系数，既针对基准测量值35也针对漂移测量值36对多个相继测量的平均值有益地加以考虑，其中，在漂移测量值36的情况下考虑一个滑动平均值，对于该平均值，例如始终考虑最后64个测量值。
然而现在还可能出现测量参量的测量值在流量相同的情况下还是随着气体温度波动的现象。该波动尽管基本上与失调漂移34不相关联，但还是可能产生修正和调校中的误差。
因此在本发明的方法中，在基准时间点规定了较大数量的测量，在这些测量中分别在不同的气体温度的情况下既测量在加热装置12关断时的基准测量值35也测量在加热装置12接通和零流量时的基本调校值。基本调校值用于使将测量参量与流量联系起来的特性曲线适合所有气体温度，特别是当对于零流量来说存在交零的时候。为此可以推导出基本调校值与温度(温度函数)的函数依赖关系作为特性曲线，但是也可以考虑采用查阅表，这样如果测量值在加热装置接通和气体温度T的情况下被称为Mm.T以及测量值Mm用的温度函数在加热装置12接通和流量Q＝0的情况下被称为fMm(T)|Q＝0的话，则可以为基本调校写成：
Mgk＝Mm.T-fMm(T)|Q＝0。
然而在测定修正系数34时同样需要注意温度，以便在此应该使用用于温度的准确的基准值35，在此情况下测量第二测量的测量值，该测量值应该直接用于求差。此处也可以考虑推导出基准测量值35与温度(温度函数)的函数依赖关系作为特性曲线，但是也可以考虑查阅表。
如果将在加热装置12关断和气体温度T时在第二测量的时间点采集的测量值称为Mo.T以及将在加热装置12关断、与流量Q无关时的用于基准测量值Mo的温度函数称为fMo(T)的话，测量参量的所有经过修正的和经过调校的测量值Mbase可以写成：
Mbase＝Mm.T-fMm(T)|Q＝0-(Mo.T-fMo(T))。
在这种情况下，最后的置于括号内的项对应于修正系数34。当然测量值Mm.T和Mo.T是在与在基准时间点确定的、作为函数f的依据的值不同的时间点被采集。与此同时，始终利用气体温度传感器19测量实时气体温度T。
这样也可以考虑温度传感器15a、15b或测量装置10的温度变化过程。
也可以考虑其他一些实施方式，对这些实施方式现在应该加以简短的叙述以及关于取平均值和温度传感器15a、15b或测量装置10的温度变化过程的详细解释可以类似地应用于这些实施方式，无需对此再次加以阐述。
在本发明的第二实施方式中规定：对上面讨论过的基本调校值进行修改，这样它同样包含基准测量值35。因此如果将原来的基本调校值理解为在零流量的情况下和以及利用加热装置12的测量中得到的测量值的话，那么还可以从这个测量值中扣除或者在这个测量值中加上基准测量值35。于是经过如此修改的基本调校值基本上从每个以后测得的和需修正的测量值37中扣除。但是作为补充现在规定：还根据基本调校值内基准测量值35的符号的情况从需修正的测量值37中扣除漂移测量值36。在这些运算步骤的总和中包含有经过原来的基本调校值和由基准测量值35与漂移测量值36得出的差即失调漂移34修正的测量值。
本发明的第三实施方式规定：通过评估特性曲线的移动，特别是与基本调校值共同地绘出基准测量值35，所述评估特性曲线然后作为输入数据使用提高或降低了漂移测量值36的、在利用加热装置12的情况下采集的测量值37。在图7中示出这样的经过移动的评估特性曲线40，该评估特性曲线在实例中为了简便起见呈直线延伸。由于移动了基本调校值和基准测量值(的大小)，表明零流量的不是零值而是X值。为了降低本方法的测量误差限定了一个从X+Y至X－Y延伸的截止区间41。每个(以漂移测量值36进行修正的)测量值作为输入值位于X+Y与X－Y之间，该测量值被配置给零流量。
Claims (25)
1.用于修正热测量装置(10)的失调漂移影响的方法，该测量装置包括至少一个以确定间距邻近用于待测量流体的加热装置(12)设置的温度传感器(15a，15b)，所述温度传感器用于测量至少一个描述在所述加热装置(12)运行时的温度和/或温度变化过程的测量参量，其中，在基准时间点，在所述加热装置(12)关断的情况下在对测量参量进行的第一测量中测出基准测量值(35)；在至少一个后来的时间点，在所述加热装置(12)关断的情况下在对测量参量进行的第二测量中测出漂移测量值(36)；其中，在利用所述加热装置(12)的测量过程中根据所述漂移测量值(36)与所述基准测量值(35)之间的差实施漂移修正，其特征在于：为了对包含使所述测量参量与待测定的评估参量相联系的评估特性曲线的综合特性曲线的位置状态进行调校，在第一时间点实施利用加热装置(12)情况下的测量，用以确定要从测量值中扣除的或要用来使评估特性曲线移动的基本调校值。
2.如权利要求1所述的方法，其特征在于：在使用电子组件的情况下，由所述温度传感器(15a，15b)的信号确定出测量参量。
3.如权利要求2所述的方法，其特征在于：所述电子组件包括放大器(20)和/或用于将测量参量数字化的模拟-数字转换器(21)。
4.如权利要求1至3之一所述的方法，其特征在于：以预先确定的时间间隔周期性地实施所述第二测量。
5.如权利要求4所述的方法，其特征在于：在从每隔5分钟至每隔24小时的范围内实施所述第二测量。
6.如权利要求1至3之任一项所述的方法，其特征在于：在修正时使用在直到最后进行的第二测量为止各相继的第二测量中所采集的偏移测量值(36)的平均值。
7.如权利要求6所述的方法，其特征在于：所述平均值是滑动平均值和/或得自30至80个单独的漂移测量值(36)的平均值。
8.如权利要求1至3之任一项所述的方法，其特征在于：所述利用加热装置(12)情况下的测量在流量测量时通过下述方式实施，即，使得在零流量时产生评估特性曲线的交零。
9.如权利要求8所述的方法，其特征在于：在与所述基准时间点对应的、没有流量和/或具有清楚限定的流体种类的第一时间点，针对至少两个与所述加热装置(12)无关地通过流体温度传感器(19)测得的、不同的流体温度，测定用于利用加热装置(12)情况下的测量的基本调校值和不利用加热装置(12)情况下的基准测量值(35)，其中，在修正时根据采集测量值(37)时的温度考虑多个基准测量值(35)。
10.如权利要求9所述的方法，其特征在于：确定出使所述基本调校值和/或所述基准测量值与流体温度相联系的温度特性曲线和/或查阅表，并且将该温度特性曲线和/或查阅表用来测定所述基本调校值和/或基准测量值(35)和/或用于一定温度的评估特性曲线。
11.如权利要求1至3之任一项所述的方法，其特征在于：由所述漂移测量值(36)与所述基准测量值(35)之间的差确定出修正系数，并且将该修正系数从在利用加热装置(12)的情况下所采集的测量值(37)中扣除。
12.如权利要求1至3之任一项所述的方法，其特征在于：确定基本调校值时，将该基本调校值通过减去或加上所述基准测量值(35)而加以修改，其中，为了修正，在测量值(37)上加上所述漂移测量值(36)或从测量值(37)中减去所述漂移测量值(36)。
13.如权利要求1至3之任一项所述的方法，其特征在于：用于将测量参量配置给评估参量所利用的评估特性曲线被移动所述基准测量值(35)，其中，为确定评估值，与移动方向相反地移动了所述漂移测量值(36)的测量值(37)被用作输入值。
14.如权利要求13所述的方法，其特征在于：在测定基本调校值时，将评估特性曲线同样移动所述基本调校值。
15.如权利要求13所述的方法，其特征在于：对于描述通过包含所述测量装置(10)的测量通道(9)的流体流量的测量参量，借助在经过移动的评估特性曲线(40)中的基本调校值来确定完全描述零流量的截止区间(41)。
16.如权利要求1至3之任一项所述的方法，其特征在于：作为测量装置(10)使用微热的测量装置(10)和/或作为温度传感器(15a，15b)使用至少一个热电偶(17)。
17.如权利要求16所述的方法，其特征在于：所述测量装置(10)在一芯片上实现。
18.如权利要求16所述的方法，其特征在于：所述至少一个热电偶(17)是一组与所述加热装置(12)等距间隔开的、串接的热电偶。
19.如权利要求1至3之任一项所述的方法，其特征在于：作为测量参量，测量的是描述通过包含测量装置(10)的测量通道(9)的流体流量的测量参量，其中，沿流体的流向在所述加热装置(12)的两侧上与该加热装置(12)有相同间距地设置至少一个温度传感器(15a，15b)，以及使用两温度传感器(15a，15b)的传感器信号的差作为测量参量。
20.如权利要求1至3之任一项所述的方法，其特征在于：作为测量参量，测量的是再现在激活所述加热装置(12)之后描述流体的导热性的静态平衡状态的测量参量，并且将该测量参量用于确定流体种类。
21.如权利要求1至3之任一项所述的方法，其特征在于：所述热测量装置(10)被置入气体流量测量仪中。
22.如权利要求21所述的方法，其特征在于：所述气体流量测量仪是气体计量表(1)。
23.热测量装置(10)，其包括：加热装置(12)；至少一个以确定间距邻近用于待测量流体的该加热装置(12)设置的温度传感器(15a，15b)，所述温度传感器用于测量至少一个描述在所述加热装置(12)运行时的温度和/或温度变化过程的测量参量；和控制装置(22)，所述控制装置构造为用于实施如权利要求1至22之任一项所述的方法。
24.气体流量测量仪，其包括如权利要求23所述的热测量装置(10)。
25.如权利要求24所述的气体流量测量仪，其特征在于：所述气体流量测量仪是气体计量表(1)。
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