CN105092914A - 数字式电量变送器及仪表的温漂补偿算法 - Google Patents

数字式电量变送器及仪表的温漂补偿算法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种数字式电量变送器及仪表的温漂补偿算法，在数字式电量变送器或仪表设备校准过程中，进行温漂校准，即实时采集数字式电量变送器或仪表设备的CPU温度与CPU温度采样值，计算温漂与温度的关系系数；在数字式电量变送器或仪表设备实际运行中，根据温漂系数计算温度补偿系数，计算出实际采样值。当设备处于不同温度时，实时采集当前温度，计算补偿系数，保证精度。本方法适用于能采集设备CPU当前温度的所有数字式电量变送器及仪表。

Description

数字式电量变送器及仪表的温漂补偿算法
技术领域
本发明涉及一种温漂补偿算法，尤其涉及一种数字式电量变送器及仪表的温漂补偿算法。
背景技术
现有的数字式电量变送器及仪表，都是在实验温度20℃～25℃左右能保证高精度(0.2级或者0.5级)，在低温或者高温环境下，设备精度就会偏低。主要原因是电子元器件，尤其是电阻等，阻值会随温度变化而变化。在设备将外部大电量信号通过电阻等电子元器件转换为小电量信号供CPU采样时，小信号就会随温度升高或者降低而改变，导致在高温或者低温环境下，设备输出精度偏低。
目前为了解决这一问题。主要采样的是选用高精度、低温漂电子元器件，这样也只是比使用常用元器件精度略高，但是由于采用了高精度元器件，大大增加了设备的成本。
发明内容
本发明目的是：为了克服现有技术中存在的不足，本发明提供一种数字式电量变送器及仪表的温漂补偿算法，解决变送器或仪表在不同环境温度时，都能保证高精度。
技术方案：为实现上述目的，本发明采用的技术方案为：
温漂校准：在设备校准过程中，实时采集数字式电量变送器及仪表设备CPU温度与CPU采样值，计算温漂与温度的关系系数CPU温度典型的反应数字式电量变送器及仪表工作后的温度。
温漂补偿：当设备处于不同温度时，实时采集当前温度，计算补偿系数，补偿采集信号，保证精度。
温漂校准过程：首先给设备通电运行，并且接入满量程输入量。在一时间段内(二个小时至十二个小时)，通过设备自身通电运行升温，或者通过改变外部环境温度，CPU记录该时间段起始和结束的温度和采样值，计算出温漂系数，算法公式如下：
CT＝(SAMPT2–SAMPT1)/(TEMPT2-TEMPT1)
TEMP＝TEMPT2
CT：温漂系数
SAMPT1：起始时间CPU采样值
SAMPT2：终止时间CPU采样值
TEMPT1：起始时间CPU温度
TEMPT2：终止时间CPU温度
TEMP：参考温度；
温漂补偿过程：首先获取当前CPU温度和采样值，根据参考温度及温漂系数，计算补偿系数，最后进行温漂补偿。算法公式如下：
补偿过后的实际值：SAMP＝SAMPT/[1-(TEMPT-TEMP)*CT]
SAMPT：CPU当前采样值
TEMPT：CPU当前温度。
本发明有益效果：在采样电路中可以选用一般精度、温漂电子元器件，并不增加设备的成本。通过提供的数字式电量变送器及仪表的温漂补偿算法，解决变送器或仪表在不同环境温度时，能有符合要求的高精度。
附图说明
图1温漂校准工作流程图；
图2温漂补偿工作流程图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明作更进一步的说明。
本发明数字式电量变送器及仪表的元件器采用普通工业级产品，但以SMC制备成电量变送器或仪表后，电量变送采用全隔离技术，可直接采集交流电压、电流信号，可测量工频、电压、电流以及相位差和单相、三相平衡功率；采用专用的集成芯片；通过编程器可在线修改显示量程，变送输出范围；带有液晶显示功能；具备RS485接口通迅功能，采用标准MODBUSRTU协议与上位机连接可构成数据采集系统及控制系统。数据采集系统及控制系统需要采集高精度的数据，因此变送器或仪表设备需要对温漂校准，保证宽温度范围的精度。首先给电量变送器或仪表设备通电运行，并且接入满量程输入量。在一时间段内(典型的采用2小时)，通过电量变送器或仪表设备自身通电运行升温，或者通过改变外部环境温度；当电量变送器或仪表的工作温度稳定时，尤其是采用烘箱将工作环境温度升至55-65℃，可以在高温极端条件下进行温漂校准；控制系统CPU记录该时间段起始和结束的温度和采样值，计算出温漂系数，算法公式如下：
CT＝(SAMPT2–SAMPT1)/(TEMPT2-TEMPT1)
TEMP＝TEMPT2
CT：温漂系数；
SAMPT1：起始时间CPU采样值；
SAMPT2：终止时间CPU采样值，SAMP指电量变送器或仪表的输入，如交直流电压、电流信号；
TEMPT1：起始时间CPU温度；
TEMPT2：终止时间CPU温度；
TEMP：参考温度
温漂补偿过程：首先获取当前CPU温度和采样值，根据参考温度及温漂系数，计算补偿系数，最后进行温漂补偿。算法公式如下：
SAMP＝SAMPT/[1-(TEMPT-TEMP)*CT]
SAMP：补偿过后的实际值
SAMPT：CPU当前采样值
TEMPT：CPU当前温度。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出：对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (3)

1.一种数字式电量变送器及仪表的温漂补偿算法，其特征在于：在数字式电量变送器或仪表设备校准过程中，进行温漂校准，即实时采集数字式电量变送器或仪表设备的CPU温度与CPU温度采样值，计算温漂与温度的关系系数；在数字式电量变送器或仪表设备实际运行中，根据温漂系数计算温度补偿系数，计算出实际采样值。
2.根据权利要求1所述的数字式电量变送器及仪表的温漂补偿算法，其特征在于：温漂校准过程中，首先给数字式电量变送器或仪表设备通电运行，并且接入满量程输入量；在一时间段内，通过数字式电量变送器或仪表设备自身通电运行升温，或者通过改变外部环境温度，CPU记录该时间段起始和结束的温度和采样值，计算出温漂系数，算法公式如下：
CT＝(SAMPT2–SAMPT1)/(TEMPT2-TEMPT1)
TEMP＝TEMPT2
CT：温漂系数
SAMPT1：起始时间CPU采样值
SAMPT2：终止时间CPU采样值
TEMPT1：起始时间CPU温度
TEMPT2：终止时间CPU温度
TEMP：参考温度；
温漂补偿过程：首先获取当前CPU温度和采样值，根据参考温度及温漂系数，计算补偿系数，最后进行温漂补偿；
算法公式如下：
补偿过后的实际值：SAMP＝SAMPT/[1-(TEMPT-TEMP)*CT]
SAMPT：CPU当前采样值
TEMPT：CPU当前温度。
3.根据权利要求1所述的数字式电量变送器及仪表的温漂补偿算法，其特征在于：当电量变送器或仪表的工作温度稳定时，采用烘箱将电量变送器或仪表的工作环境温度升至55-65℃。
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