CN105303049B - 一种控制棒棒位值校准方法及系统 - Google Patents

Abstract

本申请提供了一种控制棒棒位值校准方法，采集棒位传感器各个通道在不同标准电压激励下的实际值；对所有实际值和所有标准电压值进行数据转换；计算各个转换后的实际值与对应的转换后的标准电压值之间的差值；建立各个通道对应的拟合曲线模型；根据拟合曲线模型，计算各个通道对应的计算值；对各个通道的计算值进行处理，得到控制棒的有效棒位值。本申请为软件校准方法，由于各个通道均具有一定的线性度，那么可以将各个通道拟合成一条拟合曲线，然后对拟合曲线进行计算，再对计算后的值进行处理，即可得到有效的棒位值，提高了精确度，实现了针对全量程及为了满足技术指标要求的通道之间的最大信号偏差不得大于信号平均值的±1％的校准。

Description

一种控制棒棒位值校准方法及系统

技术领域

本申请涉及控制棒测量领域，特别涉及一种控制棒棒位值校准方法及系统。

背景技术

随着技术的发展，人们对控制棒棒位值的精确度要求越来越高。

棒位测量仪测量精度主要取决于线性误差与非线性误差，线性误差主要体现在采集端即棒位测量仪，非线性误差主要体现在棒位传感器，因此需要进行必要有效的校准技术。

棒位测量仪在生产完成后，每个通道的固有误差就固定了，通过对每个通道线路的分析，误差主要来源于运放放大倍数，放大倍数的大小由电阻确定，所以误差可以通过调整数字电位器的大小来进行硬件上的修正，但是，在硬件上的校准主要是对整个电压输入量程内的一个点，而不能实现针对全量程及为了满足技术指标要求的通道之间的最大信号偏差不得大于信号平均值的±1％的校准。

因此，如何实现针对全量程及为了满足技术指标要求的通道之间的最大信号偏差不得大于信号平均值的±1％的校准是本领域技术人员目前需要解决的技术问题。

发明内容

本申请所要解决的技术问题是提供一种控制棒棒位值校准方法及系统，解决了现有技术中在硬件上的校准主要是对整个电压输入量程内的一个点，而不能实现针对全量程及为了满足技术指标要求的通道之间的最大信号偏差不得大于信号平均值的±1％的校准的问题。

其具体方案如下：

一种控制棒棒位值校准方法，该方法包括：

采集棒位传感器各个通道在不同标准电压激励下的实际值；

对所有实际值和所有标准电压值进行数据转换；

计算各个转换后的实际值与对应的转换后的标准电压值之间的差值；

建立各个通道对应的拟合曲线模型；

根据所述拟合曲线模型，计算各个通道对应的计算值；

对所述各个通道的计算值进行处理，得到控制棒的有效棒位值。

上述的方法，优选的，所述对所有实际值和所有标准电压值进行数据转换，包括：

将所有实际值和所有标准电压值均转换成十进制数据。

上述的方法，优选的，将标准电压值转换成十进制数据，包括：

根据公式：输入电压/2.5*1024，将标准的电压值计算成AD转换后的十进制的数据。

上述的方法，优选的，所述拟合曲线模型为：

F(x)＝A*x^3+B*x^2+C*x+D

其中，A、B、C和D均为常数。

一种控制棒棒位值校准系统，该系统包括：

采集单元，用于采集棒位传感器各个通道在不同标准电压激励下的实际值；

转换单元，用于对所有实际值和所有标准电压值进行数据转换；

第一计算单元，用于计算各个转换后的实际值与对应的转换后的标准电压值之间的差值；

建立单元，用于建立各个通道对应的拟合曲线模型；

第二计算单元，用于根据所述拟合曲线模型，计算各个通道对应的计算值；

处理单元，用于对所述各个通道的计算值进行处理，得到控制棒的有效棒位值。

上述的系统，优选的，在所述转换单元中，

将所有实际值和所有标准电压值均转换成十进制数据。

上述的系统，优选的，在所述转换单元中，将标准电压值转换成十进制数据，包括：

根据公式：输入电压/2.5*1024，将标准的电压值计算成AD转换后的十进制的数据。

上述的系统，优选的，所述建立单元中，建立的拟合曲线模型为：

F(x)＝A*x^3+B*x^2+C*x+D

其中，A、B、C和D均为常数。

本申请提供的一种控制棒棒位值校准方法中，采集棒位传感器各个通道在不同标准电压激励下的实际值；对所有实际值和所有标准电压值进行数据转换；计算各个转换后的实际值与对应的转换后的标准电压值之间的差值；建立各个通道对应的拟合曲线模型；根据所述拟合曲线模型，计算各个通道对应的计算值；对所述各个通道的计算值进行处理，得到控制棒的有效棒位值。本申请为软件校准方法，由于各个通道均具有一定的线性度，那么可以将各个通道拟合成一条拟合曲线，然后对拟合曲线进行计算，再对计算后的值进行处理，即可得到有效的棒位值，提高了精确度，实现了针对全量程及为了满足技术指标要求的通道之间的最大信号偏差不得大于信号平均值的±1％的校准。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本申请的一种控制棒棒位值校准方法实施例的流程图；

图2是本申请的一种控制棒棒位值校准系统实施例的示意图。

具体实施方式

下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。

参考图1，示出了本申请一种控制棒棒位值校准方法实施例的流程图，可以包括以下步骤：

步骤S101：采集棒位传感器各个通道在不同标准电压激励下的实际值。

棒位传感器的线圈组由7个测量线圈组成，7个线圈的信号采集及处理电路应具有一致性和交换性，通道之间的最大信号偏差不得大于信号平均值的±1％。

本申请中采用的标准电压分别为0.1V、0.5V、1.0V、1.5V、2.0V、2.5V。各个通道在不同电压下的各个实际值，也即原始采集值如下表所示：

步骤S102：对所有实际值和所有标准电压值进行数据转换。

本申请中，各个通道对应的原始采集值为十六进制的数据，需要将所有原始采集值均转换成十进制数据。

各个通道的原始采集值转换成十进制后的数据如下表所示：

输入电压	通道1	通道2	通道3	通道4	通道5	通道6	通道7
								0.1V	36	37	38	38	38	38	36
0.5V	195	201	204	204	206	203	197
								1.0V	396	407	414	410	417	411	400
1.5V	595	612	622	617	628	618	602
								2.0V	795	817	830	823	837	824	803
2.5V	996	1022	1023	1023	1023	1023	1004

将采用的标准电压0.1V、0.5V、1.0V、1.5V、2.0V、2.5V计算成AD转换后的十进制的数据：

根据：输入电压A/2.5(参考电压)*1024(AD芯片的有效位数)进行计算，计算结果如下表所示：

输入电压	0.1V	0.5V	1.0V	1.5V	2.0V	2.5V
							换算值	41	205	410	614	819	1024

步骤S103：计算各个转换后的实际值与对应的转换后的标准电压值之间的差值，如下表所示。

输入电压	通道1	通道2	通道3	通道4	通道5	通道6	通道7
								0.1V	5	4	3	3	3	3	5
0.5V	10	4	1	1	-1	2	8
								1.0V	14	3	-4	0	-7	-1	10
1.5V	19	2	-8	-3	-14	-4	12
								2.0V	24	2	-11	-4	-18	-5	16
2.5V	28	2	1	1	1	1	20

步骤S104：建立各个通道对应的拟合曲线模型。

所述拟合曲线模型为：

F(x)＝A*x^3+B*x^2+C*x+D

其中，A、B、C和D均为常数。

步骤S105：根据所述拟合曲线模型，计算各个通道对应的计算值。

采用多项式插值法计算拟合曲线中与各个通道对应的常数。

对于通道1：

常数	A	B	C	D
					次数	x^3	x^2	x
通道1	3.62E-09	-6.67E-06	1.67E-02	3.1895

y＝3.619915E-09x³-6.667396E-06x²+1.672569E-02x+3.189499E+00

将各个通道的原始采集值转换成十进制后的数据的各个离散点带入上述公式，例如：0.1V即原始读入值为37，带入公式后Y＝3.619915E-09*(37)3-6.667396E-06*(37)2+1.672569E-02*(37)+37＝41。以此类推计算出全部计算值，如下表：

输入电压	通道1	通道2	通道3	通道4	通道5	通道6	通道7
								0.1V	41	41	40	41	41	41	41
0.5V	205	205	207	206	205	205	204
								1.0V	409	410	404	409	410	410	410
1.5V	615	612	619	613	614	614	615
								2.0V	819	821	821	820	819	820	818
2.5V	1024	1023	1022	1024	1024	1024	1024

步骤S106：对所述各个通道的计算值进行处理，得到控制棒的有效棒位值。

将计算得到的各个拟合曲线对应的常数写入软件，经过编码计算后输出的值即为我们得到的棒位值。

本申请提供的一种控制棒棒位值校准方法中，采用软件校准方法，由于各个通道均具有一定的线性度，那么可以将各个通道拟合成一条拟合曲线，然后对拟合曲线进行计算，再对计算后的值进行处理，即可得到有效的棒位值，提高了精确度，实现了针对全量程及为了满足技术指标要求的通道之间的最大信号偏差不得大于信号平均值的±1％的校准。

将得到当前电压值下的7个线圈的棒位值带入如下公式：

X1/((X1+X2+X3+X4+X5+X6+X7)/7)-1

计算结果如下表所示：

由上表可知，本申请校准后的通道之间的最大信号偏差不大于信号平均值的±1％。

与上述本申请一种控制棒棒位值校准方法实施例所提供的方法相对应，参见图2，本申请还提供了一种控制棒棒位值校准系统实施例，在本实施例中，该系统包括：

采集单元201，用于采集棒位传感器各个通道在不同标准电压激励下的实际值。

转换单元202，用于对所有实际值和所有标准电压值进行数据转换。

第一计算单元203，用于计算各个转换后的实际值与对应的转换后的标准电压值之间的差值。

建立单元204，用于建立各个通道对应的拟合曲线模型。

第二计算单元205，用于根据所述拟合曲线模型，计算各个通道对应的计算值。

处理单元206，用于对所述各个通道的计算值进行处理，得到控制棒的有效棒位值。

在所述转换单元中，将所有实际值和所有标准电压值均转换成十进制数据。

将标准电压值转换成十进制数据，包括：

根据公式：输入电压/2.5*1024，将标准的电压值计算成AD转换后的十进制的数据。

所述建立单元中，建立的拟合曲线模型为：

F(x)＝A*x^3+B*x^2+C*x+D

其中，A、B、C和D均为常数。

需要说明的是，本说明书中的各个实施例均采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似的部分互相参见即可。对于装置类实施例而言，由于其与方法实施例基本相似，所以描述的比较简单，相关之处参见方法实施例的部分说明即可。

最后，还需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

为了描述的方便，描述以上装置时以功能分为各种单元分别描述。当然，在实施本申请时可以把各单元的功能在同一个或多个软件和/或硬件中实现。

通过以上的实施方式的描述可知，本领域的技术人员可以清楚地了解到本申请可借助软件加必需的通用硬件平台的方式来实现。基于这样的理解，本申请的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品可以存储在存储介质中，如ROM/RAM、磁碟、光盘等，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)执行本申请各个实施例或者实施例的某些部分所述的方法。

以上对本申请所提供的一种控制棒棒位值校准方法及系统进行了详细介绍，本文中应用了具体个例对本申请的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本申请的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本申请的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，综上所述，本说明书内容不应理解为对本申请的限制。

Claims (6)

1.一种控制棒棒位值校准方法，其特征在于，该方法包括：

采集棒位传感器各个通道在不同标准电压激励下的实际值；其中，所有所述实际值的最大信号偏差小于或等于所有所述实际值的平均值的±1％；

对所有实际值和所有标准电压值进行数据转换；

计算各个转换后的实际值与对应的转换后的标准电压值之间的差值；

建立各个通道对应的拟合曲线模型；其中，所述拟合曲线模型为：F(x)＝A*x^3+B*x^2+C*x+D，A、B、C和D均为常数；

根据所述拟合曲线模型，计算各个通道对应的计算值；

对所述各个通道的计算值进行处理，得到控制棒的有效棒位值。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述对所有实际值和所有标准电压值进行数据转换，包括：

将所有实际值和所有标准电压值均转换成十进制数据。

3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，将标准电压值转换成十进制数据，包括：

根据公式：输入电压/2.5*1024，将标准的电压值计算成AD转换后的十进制的数据。

4.一种控制棒棒位值校准系统，其特征在于，该系统包括：

采集单元，用于采集棒位传感器各个通道在不同标准电压激励下的实际值；其中，所有所述实际值的最大信号偏差小于或等于所有所述实际值的平均值的±1％；

转换单元，用于对所有实际值和所有标准电压值进行数据转换；

第一计算单元，用于计算各个转换后的实际值与对应的转换后的标准电压值之间的差值；

建立单元，用于建立各个通道对应的拟合曲线模型；其中，所述拟合曲线模型为：F(x)＝A*x^3+B*x^2+C*x+D，A、B、C和D均为常数；

第二计算单元，用于根据所述拟合曲线模型，计算各个通道对应的计算值；

处理单元，用于对所述各个通道的计算值进行处理，得到控制棒的有效棒位值。

5.根据权利要求4所述的系统，其特征在于，在所述转换单元中，

将所有实际值和所有标准电压值均转换成十进制数据。

6.根据权利要求5所述的系统，其特征在于，在所述转换单元中，将标准电压值转换成十进制数据，包括：

根据公式：输入电压/2.5*1024，将标准的电压值计算成AD转换后的十进制的数据。