CN105352623B - 提高热电阻温度变送器精度的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供的一种提高热电阻温度变送器精度的方法，至少包括AD采集器、热电阻以及精密电阻，所述热电阻与精密电阻形成串联结构，所述热电阻的两端和精密电阻的两端均与AD采集器的不同采集通道连接；对AD采集器的采集通道线性标定消除精度影响，包括AD采集器非线性特性影响和AD采集器非线性特性与恒流源温度漂移同时影响；能够有效消除恒流源的温度漂移以及AD采集器自身非线性特性的影响，大大提高检测精度。

Description

提高热电阻温度变送器精度的方法
技术领域
本发明涉及一种热电阻温度变送器的控制方法，尤其涉及一种提高热电阻温度变送器精度的方法。
背景技术
在热电阻型温度变送器产品中，由于AD采集器采集的是电压信号，而热电阻传感器输出的是电阻信号，所以电路里边必须有恒流源流过热电阻，将电阻值转换成电压值；而恒流源的温度漂移较大，容易受环境影响，当恒流源不准时，就会影响电压值，进而影响温度变送器的精度，为了消除恒流源对仪表精度的影响，传统的做法是选择低稳漂的恒流源，这样做只是降低了恒流源温漂对精度的影响，并没有彻底消除；同时，由于AD自身非线形的特点，对采样的精度也会有一定影响。
因此，需要提出一种提高热电阻温度变送器精度的方法，能够有效消除恒流源的温度漂移以及AD采集器自身非线性特性的影响，大大提高检测精度。
发明内容
有鉴于此，本发明的目的是提供一种提高热电阻温度变送器精度的方法，能够有效消除恒流源的温度漂移以及AD采集器自身非线性特性的影响，大大提高检测精度。
本发明提供的一种提高热电阻温度变送器精度的方法，至少包括AD采集器、热电阻以及精密电阻，所述热电阻与精密电阻形成串联结构，所述热电阻的两端和精密电阻的两端均与AD采集器的不同采集通道连接；
对AD采集器的采集通道线性标定消除精度影响，包括AD采集器非线性特性影响和AD采集器非线性特性与恒流源温度漂移同时影响；
其中，对AD采集器非线性特性影响的标定包括：
在AD采集器没有与热电阻连接前，将标准电阻箱与AD采集器的热电阻采集通道连接，由标准电阻箱对AD采集器的采集通道进行标定，并通过公式Rz＝k1*Mz+b1计算AD采集器的热电阻通道的阻值，其中，k1和b1为计算系数，Mz为AD采集器采集的热电阻连接通道的码值；
对AD采集器非线性特性与恒流源温度漂移影响的标定包括：
在AD采集器没有与热电阻连接前，将标准电阻箱与AD采集器的热电阻采集通道连接，由标准电阻箱对AD采集器的采集通道进行标定，并通过公式k2*(M/M0)+b2计算AD采集器的热电阻通道的阻值，其中k2和b2为计算系数，MO为AD采集器采集的精密电阻连接通道的码值，M为AD采集器采集的热电阻连接通道的码值。
进一步，对AD采集器的采集通道线性标定通过如下步骤：
S1.控制AD采集器工作，并设定标准电阻箱电阻为R1，AD采集器采集码值Mz＝M1；
S2.设定标准电阻箱电阻为R2，AD采集器采集码值Mz＝M2；
S3.通过公式Rz＝k1*Mz+b1确定计算系数K1和b1：
K1＝(R2-R1)/(M2-M1)；
b＝R1-(R2-R1)*M1/(M2-M1)；
通过k1和b1得出R＝(R2-R1)/(M2-M1)*Mz+R1-(R2-R1)*M1/(M2-M1)。
进一步，对AD采集器非线性特性与恒流源温度漂移影响的标定包括：
S4.控制AD采集器工作，并设定标准电阻箱电阻为R1，AD采集器采集码值M＝M3；
S5.设定标准电阻箱电阻为R2，AD采集器采集码值M＝M4；
S6.通过公式R＝k2*(M/M0)+b2计算系数k2和b2：
k＝(R2-R1)/(M2/M0-M1/M0)；
b＝R1-(R2-R1)*M1/(M2-M1)；
根据k2和b2得出R＝(R2-R1)/(M2/M0-M1/M0)*(M/Mt)+R1-(R2-R1)*M1/(M2-M1)；其中，M0为精密电阻通道的码值。
本发明的有益效果：本发明的提高热电阻温度变送器精度的方法，通过在热电阻上串接精密电阻并对AD采集器线性化标定的共同作用，能够有效消除恒流源的温度漂移以及AD采集器自身非线性特性的影响，大大提高检测精度。
附图说明
下面结合附图和实施例对本发明作进一步描述：
图1为本发明的原理图。
图2为本发明的标定系统原理框图。
具体实施方式
图1为本发明的原理图，图2为本发明的原理框图，如图所示，本发明提供的一种提高热电阻温度变送器精度的方法，至少包括AD采集器、热电阻以及精密电阻，所述热电阻与精密电阻形成串联结构，所述热电阻的两端和精密电阻的两端均与AD采集器的不同采集通道连接；
对AD采集器的采集通道线性标定消除精度影响，包括AD采集器非线性特性影响和AD采集器非线性特性与恒流源温度漂移同时影响；
其中，对AD采集器非线性特性影响的标定包括：
在AD采集器没有与热电阻连接前，将标准电阻箱与AD采集器的热电阻采集通道连接，由标准电阻箱对AD采集器的采集通道进行标定，并通过公式Rz＝k1*Mz+b1计算AD采集器的热电阻通道的阻值，其中，k1和b1为计算系数，Mz为AD采集器采集的热电阻连接通道的码值；
对AD采集器非线性特性与恒流源温度漂移影响的标定包括：
在AD采集器没有与热电阻连接前，将标准电阻箱与AD采集器的热电阻采集通道连接，由标准电阻箱对AD采集器的采集通道进行标定，并通过公式k2*(M/M0)+b2计算AD采集器的热电阻通道的阻值，其中k2和b2为计算系数，MO为AD采集器采集的精密电阻连接通道的码值，M为AD采集器采集的热电阻连接通道的码值；本发明的提高热电阻温度变送器精度的方法，通过在热电阻上串接精密电阻并对AD采集器线性化标定的共同作用，能够有效消除恒流源的温度漂移以及AD采集器自身非线性特性的影响，大大提高检测精度；如图1所示，图1中的1端连接于恒流源，2端和3端连接于AD采集器的热电阻采集通道，4端和5端连接于AD采集器的精密电阻采集通道，Rx为热电阻，R0为精密电阻，图2为原理框图，其中，温度变送器的标定系统还包括与AD采集器连接的处理器以及与处理器通信连接的上位主机。
本实施例中，对AD采集器的采集通道线性标定通过如下步骤：
S1.控制AD采集器工作，并设定标准电阻箱电阻为R1，AD采集器采集码值Mz＝M1；
S2.设定标准电阻箱电阻为R2，AD采集器采集码值Mz＝M2；
S3.通过公式Rz＝k1*Mz+b1确定计算系数K1和b1：
K1＝(R2-R1)/(M2-M1)；
b＝R1-(R2-R1)*M1/(M2-M1)；
通过k1和b1得出R＝(R2-R1)/(M2-M1)*Mz+R1-(R2-R1)*M1/(M2-M1)，通过这种方式，能够有效对AD采集器进行线性标定，消除AD采集器的非线性特性对检测结果的影响。
本实施例中，对AD采集器非线性特性与恒流源温度漂移影响的标定包括：
S4.控制AD采集器工作，并设定标准电阻箱电阻为R1，AD采集器采集码值M＝M3；
S5.设定标准电阻箱电阻为R2，AD采集器采集码值M＝M4；
S6.通过公式R＝k2*(M/M0)+b2计算系数k2和b2：
k＝(R2-R1)/(M2/M0-M1/M0)；
b＝R1-(R2-R1)*M1/(M2-M1)；
根据k2和b2得出R＝(R2-R1)/(M2/M0-M1/M0)*(M/Mt)+R1-(R2-R1)*M1/(M2-M1)；其中，M0为精密电阻通道的码值，通过这种方式，能够同时消除AD采集器非线性特性以及恒流源温度漂移的影响，这是因为热电阻RX和精密电阻R0之间具有如下关系：Rx/R0＝(Rx*I*Gain)/(R0*I*Gain)＝Mx/M0，因此，Rx＝(Mx/M0)*R0，其中Rx为热电阻的阻值，Mx为AD采集热电阻得到的码值，M0为AD采集精密电阻得到的码值，I为恒流源输出的电流，Gain为AD采集器的两个通道此时选用的增益值，由于Mx/M0是个比值，消掉了恒流源的影响。
最后说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的宗旨和范围，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。

Claims (1)

1.一种提高热电阻温度变送器精度的方法，其特征在于：至少包括AD采集器、热电阻以及精密电阻，所述热电阻与精密电阻形成串联结构，所述热电阻的两端和精密电阻的两端均与AD采集器的不同采集通道连接；
对AD采集器的采集通道线性标定消除精度影响，包括AD采集器非线性特性影响和AD采集器非线性特性与恒流源温度漂移同时影响；
其中，对AD采集器非线性特性影响的标定包括：
在AD采集器没有与热电阻连接前，将标准电阻箱与AD采集器的热电阻采集通道连接，由标准电阻箱对AD采集器的采集通道进行标定，并通过公式Rz＝k1*Mz+b1计算AD采集器的热电阻通道的阻值，其中，k1和b1为计算系数，Mz为AD采集器采集的热电阻连接通道的码值；
对AD采集器非线性特性与恒流源温度漂移影响的标定包括：
在AD采集器没有与热电阻连接前，将标准电阻箱与AD采集器的热电阻采集通道连接，由标准电阻箱对AD采集器的采集通道进行标定，并通过公式R＝k2*(M/M0)+b2计算AD采集器的热电阻通道的阻值R，其中k2和b2为计算系数，M0为AD采集器采集的精密电阻连接通道的码值，M为AD采集器采集的热电阻连接通道的码值；
S1.控制AD采集器工作，并设定标准电阻箱电阻为R1，AD采集器采集码值Mz＝M1；
S2.设定标准电阻箱电阻为R2，AD采集器采集码值Mz＝M2；
S3.通过公式Rz＝k1*Mz+b1确定计算系数K1和b1：
K1＝(R2-R1)/(M2-M1)；
b1＝R1-(R2-R1)*M1/(M2-M1)；
通过k1和b1得出R＝(R2-R1)/(M2-M1)*Mz+R1-(R2-R1)*M1/(M2-M1)；
对AD采集器非线性特性与恒流源温度漂移影响的标定包括：
S4.控制AD采集器工作，并设定标准电阻箱电阻为R1，AD采集器采集码值M＝M3；
S5.设定标准电阻箱电阻为R2，AD采集器采集码值M＝M4；
S6.通过公式R＝k2*(M/M0)+b2计算系数k2和b2：
k2＝(R2-R1)/(M4/M0-M3/M0)；
b2＝R1-(R2-R1)*M3/(M4-M1)；
根据k2和b2得出R＝(R2-R1)/(M4/M0-M3/M0)*(M/Mt)+R1-(R2-R1)*M3/(M4-M3)；其中，M0为精密电阻通道的码值。
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