CN107179517B - 传感器校准方法 - Google Patents

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    • G01R35/005—Calibrating; Standards or reference devices, e.g. voltage or resistance standards, "golden" references

Abstract

一种传感器校准方法包括：对M个传感器进行编号；计算每个传感器的校准系数，并生成包括每个传感器的编号及每个传感器的校准系数的传感器偏差校准系数表；计算联用模块与每个传感器联用时联用模块的校准系数，并生成包括每个传感器的编号及联用模块与每个传感器联用时联用模块的校准系数的联用模块偏差校准系数表；根据传感器偏差校准系数表及联用模块偏差校准系数表生成M个传感器与联用模块的综合偏差校准系数表；以及安装传感器、联用模块及综合偏差校准系数表的客户端根据传感器的编号从综合偏差校准系数表中调用相应的综合校准系数对传感器进行校准。上述传感器校准方法效率高且成本低。

Description

传感器校准方法
【技术领域】
本发明涉及传感器技术领域，尤其涉及一种传感器校准方法。
【背景技术】
在工业自动化技术、检测技术及信息处理等领域，传感器得到了广泛的应用。传感器可以直接用于测量电流、磁感应强度、磁场方向(角度)等。但是由于传感器本身存在硬件误差，并且与之联用的其他硬件系统也存在硬件误差，所以在实际应用中一般需要进行参数校准才能够保证检测精度。传统的校准方法存在着校准工装昂贵、匹配错误风险、整体参数校准所需时间长、人工环节多、总体效率低等缺点。
鉴于此，实有必要提供一种传感器校准方法以克服以上缺陷。
【发明内容】
本发明的目的是提供一种效率高且成本低的传感器校准方法。
为了实现上述目的，本发明提供一种传感器校准方法，所述传感器校准方法包括：
对M个传感器进行编号；
计算每个传感器的校准系数，并生成包括每个传感器的编号及每个传感器的校准系数的传感器偏差校准系数表；
计算联用模块与每个传感器联用时所述联用模块的校准系数，并生成包括每个传感器的编号及所述联用模块与每个传感器联用时所述联用模块的校准系数的联用模块偏差校准系数表；
根据所述传感器偏差校准系数表及所述联用模块偏差校准系数表生成所述M个传感器与所述联用模块的综合偏差校准系数表；以及
安装传感器、所述联用模块及所述综合偏差校准系数表的客户端根据所述传感器的编号从所述综合偏差校准系数表中调用相应的综合校准系数对所述传感器进行校准。
相比于现有技术，本发明通过对每个传感器进行编号，并计算每个传感器的校准系数以生成传感器偏差校准系数表，且计算所述联用模块与每个传感器联用时所述联用模块的校准系数以生成联用模块偏差校准系数表，还根据所述传感器偏差校准系数表及所述联用模块偏差校准系数表生成所述M个传感器与所述联用模块的综合偏差校准系数表，从而使客户端根据传感器的编号就可以从所述综合偏差校准系数表中直接调用相应的综合校准系数对所述传感器进行校准，进而提高了校准效率且减低了校准成本。
【附图说明】
图1为本发明的实施例提供的传感器校准方法的流程图。
图2为图1中步骤S1的子流程图。
图3为图1中步骤S2的子流程图。
图4为图1中步骤S3的子流程图。
【具体实施方式】
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明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发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人士在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人士通常理解的含义相同。本文中在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本发明。
请参阅图1，图1为本发明的实施例提供的传感器校准方法的流程图。根据不同的需求，图1所示的流程图中的步骤的执行顺序可以改变，某些步骤可以拆分为几个步骤，某些步骤可以省略。
步骤S1，对M个传感器进行编号。在本实施方式中，所述传感器包括霍尔传感器，M为自然数。
步骤S2，计算每个传感器的校准系数，并生成包括每个传感器的编号及每个传感器的校准系数的传感器偏差校准系数表。
步骤S3，计算联用模块与每个传感器联用时所述联用模块的校准系数，并生成包括每个传感器的编号及所述联用模块与每个传感器联用时所述联用模块的校准系数的联用模块偏差校准系数表。
步骤S4，根据所述传感器偏差校准系数表及所述联用模块偏差校准系数表生成所述M个传感器与所述联用模块的综合偏差校准系数表。
步骤S5，安装传感器、所述联用模块及所述综合偏差校准系数表的客户端根据所述传感器的编号从所述综合偏差校准系数表中调用相应的综合校准系数对所述传感器进行校准。
请参阅图2，图1为步骤S1的子流程图。根据不同的需求，图1所示的流程图中的步骤的执行顺序可以改变，某些步骤可以拆分为几个步骤，某些步骤可以省略。
步骤S11，扫描所述M个传感器的识别码。可以理解，每个传感器在出厂后都会自带一个序列号，作为传感器的唯一识别码。在本实施方式中，可以通过扫描设备(如扫码枪等)扫描所述M个传感器的识别码。
步骤S12，根据每个传感器的识别码对每个传感器进行编号。
请参阅图3，图3为步骤S2的子流程图。根据不同的需求，图3所示的流程图中的步骤的执行顺序可以改变，某些步骤可以拆分为几个步骤，某些步骤可以省略。
步骤S21，将每个传感器的采集范围划分为N个采集区间，其中N为自然数。
步骤S22，获取每个传感器在每个采集区间的采集值以及真实值。
步骤S23，根据每个传感器在每个采集区间的采集值以及真实值计算每个传感器在每个采集区间的校准系数。
在本实施方式中，计算每个传感器的校准系数的公式包括：
Figure BDA0001274137420000041
bk,i＝yk,i+1-ak,ixk,i+1
其中，ak,i表示编号为k的传感器在第i个采集区间内的第一校准系数，bk,i表示编号为k的传感器在第i个采集区间内的第二校准系数，yk,i表示编号为k的传感器在第i个采集区间内的采集值，yk，i+1表示编号为k的传感器在第i+1个采集区间内的采集值，xk,i表示由高精度工装提供的编号为k的传感器在第i个采集区间内应该采集到的真实值，xk，i+1表示由高精度工装提供的编号为k的传感器在第i+1个采集区间内应该采集到的真实值。
步骤S24，根据每个传感器的编号以及每个传感器在每个采集区间的校准系数生成所述传感器偏差校准系数表。在本实施方式中，所述传感器偏差校准系数表如表1所示：
表1
编号 区间1 区间2 … 区间N
1 a11，b11 a12，b12 … a1n，b1n
2 a21，b21 a22，b22 … a2n，b2n
3 a31，b31 a32，b32 … a3n，b3n
… … … … …
m am1，bm1 am2，bm2 … amn，bmn
请参阅图4，图4为步骤S3的子流程图。根据不同的需求，图4所示的流程图中的步骤的执行顺序可以改变，某些步骤可以拆分为几个步骤，某些步骤可以省略。
步骤S31，获取所述联用模块与每个传感器联用时所述联用模块在每个采集区间的采集值以及真实值。
步骤S32，计算所述联用模块与每个传感器联用时所述联用模块在每个采集区间的采集值与每个传感器在每个采集区间采集值的差值。
步骤S33，根据所述联用模块与每个传感器联用时所述联用模块在每个采集区间的采集值与每个传感器在每个采集区间采集值的差值以及所述联用模块与每个传感器联用时所述联用模块在每个采集区间的真实值，计算所述联用模块与每个传感器联用时所述联用模块在每个采集区间的校准系数。
在本实施方式中，计算所述联用模块与每个传感器联用时所述联用模块在每个采集区间的校准系数的公式包括：
Figure BDA0001274137420000061
βk,i＝Errork,i+1-αk,ixk,i+1
其中，αk,i表示所述联用模块与编号为k的传感器联用时所述联用模块在第i个采集区间内的第一校准参数，βk,i表示所述联用模块与编号为k的传感器联用时所述联用模块在第i个采集区间内的第二校准参数，Errork,i表示所述联用模块与编号为k的传感器联用时所述联用模块在第i个采集区间内采样值与编号为k的传感器在第i个采集区间内的采集值的差值；Errork，i+1表示所述联用模块与编号为k的传感器联用时所述联用模块在第i+1个采集区间内采样值与编号为k的传感器在第i+1个采集区间内的采集值的差值，xk,i表示由高精度工装提供的所述联用模块与编号为k的传感器联用时所述联用模块在第i个采集区间内应该采集到的真实值，xk，i+1表示由高精度工装提供的所述联用模块与编号为k的传感器联用时所述联用模块在第i+1个采集区间内应该采集到的真实值。
步骤S34，根据每个传感器的编号以及所述联用模块与每个传感器联用时所述联用模块在每个采集区间的校准系数，生成所述联用模块偏差校准系数表。在本实施方式中，所述联用模块偏差校准系数表如表2所示：
表2
Figure BDA0001274137420000062
Figure BDA0001274137420000071
在本实施方式中，计算所述综合偏差校准系数表中每个传感器与所述联用模块的综合校准系数的公式包括：
Ak,i＝ak,i+αk,i
Bk,i＝bk,i+βk,i
其中，Ak,i表示每个传感器与所述联用模块的第一综合校准系数，Bk,i表示每个传感器与所述联用模块的第二综合校准系数，ak,i表示编号为k的传感器在第i个采集区间内的第一校准系数，αk,i表示所述联用模块与编号为k的传感器联用时所述联用模块在第i个采集区间内的第一校准参数，bk,i表示编号为k的传感器在第i个采集区间内的第二校准系数，βk,i表示所述联用模块与编号为k的传感器联用时所述联用模块在第i个采集区间内的第二校准参数。
在本实施方式中，所述M个传感器与所述联用模块的综合偏差校准系数表如表3所示：
表3
Figure BDA0001274137420000072
Figure BDA0001274137420000081
由表3可以，客户端可以根据传感器的编号从所述综合偏差校准系数表中直接调用相应的综合校准系数对所述传感器进行校准，从而提高了校准效率且减低了校准成本。
本发明通过对每个传感器进行编号，并计算每个传感器的校准系数以生成传感器偏差校准系数表，且计算所述联用模块与每个传感器联用时所述联用模块的校准系数以生成联用模块偏差校准系数表，还根据所述传感器偏差校准系数表及所述联用模块偏差校准系数表生成所述M个传感器与所述联用模块的综合偏差校准系数表，从而使客户端根据传感器的编号就可以从所述综合偏差校准系数表中直接调用相应的综合校准系数对所述传感器进行校准，进而提高了校准效率且减低了校准成本。
本发明并不仅仅限于说明书和实施方式中所描述，因此对于熟悉领域的人士而言可容易地实现另外的优点和修改，故在不背离权利要求及等同范围所限定的一般概念的精神和范围的情况下，本发明并不限于特定的细节、代表性的设备和这里示出与描述的图示示例。

Claims (6)

1.一种传感器校准方法，其特征在于：所述传感器校准方法包括：
对M个传感器进行编号；
计算每个传感器的校准系数，并生成包括每个传感器的编号及每个传感器的校准系数的传感器偏差校准系数表；
计算联用模块与每个传感器联用时所述联用模块的校准系数，并生成包括每个传感器的编号及所述联用模块与每个传感器联用时所述联用模块的校准系数的联用模块偏差校准系数表，具体包括
获取所述联用模块与每个传感器联用时所述联用模块在每个采集区间的采集值以及真实值；
计算所述联用模块与每个传感器联用时所述联用模块在每个采集区间的采集值与每个传感器在每个采集区间采集值的差值；
根据所述联用模块与每个传感器联用时所述联用模块在每个采集区间的采集值与每个传感器在每个采集区间采集值的差值以及所述联用模块与每个传感器联用时所述联用模块在每个采集区间的真实值，计算所述联用模块与每个传感器联用时所述联用模块在每个采集区间的校准系数；以及
根据每个传感器的编号以及所述联用模块与每个传感器联用时所述联用模块在每个采集区间的校准系数，生成所述联用模块偏差校准系数表；
计算所述联用模块与每个传感器联用时所述联用模块在每个采集区间的校准系数的公式包括：
Figure FDA0003125616330000011
βk，i＝Errork，i+1-αk，ixk，i+1
其中，αk,i表示所述联用模块与编号为k的传感器联用时所述联用模块在第i个采集区间内的第一校准参数，βk,i表示所述联用模块与编号为k的传感器联用时所述联用模块在第i个采集区间内的第二校准参数，Errork,i表示所述联用模块与编号为k的传感器联用时所述联用模块在第i个采集区间内采样值与编号为k的传感器在第i个采集区间内的采集值的差值；Errork，i+1表示所述联用模块与编号为k的传感器联用时所述联用模块在第i+1个采集区间内采样值与编号为k的传感器在第i+1个采集区间内的采集值的差值，xk,i表示由高精度工装提供的所述联用模块与编号为k的传感器联用时所述联用模块在第i个采集区间内应该采集到的真实值，xk，i+1表示由高精度工装提供的所述联用模块与编号为k的传感器联用时所述联用模块在第i+1个采集区间内应该采集到的真实值；
根据所述传感器偏差校准系数表及所述联用模块偏差校准系数表生成所述M个传感器与所述联用模块的综合偏差校准系数表；以及
安装传感器、所述联用模块及所述综合偏差校准系数表的客户端根据所述传感器的编号从所述综合偏差校准系数表中调用相应的综合校准系数对所述传感器进行校准。
2.如权利要求1所述的传感器校准方法，其特征在于：“计算每个传感器的校准系数，并生成包括每个传感器的编号及每个传感器的校准系数的传感器偏差校准系数表”包括：
将每个传感器的采集范围划分为N个采集区间；
获取每个传感器在每个采集区间的采集值以及真实值；
根据每个传感器在每个采集区间的采集值以及真实值计算每个传感器在每个采集区间的校准系数；以及
根据每个传感器的编号以及每个传感器在每个采集区间的校准系数生成所述传感器偏差校准系数表。
3.如权利要求2所述的传感器校准方法，其特征在于：计算每个传感器的校准系数的公式包括：
Figure FDA0003125616330000031
bk，i＝yk，i+1-ak，iXk，i-1
其中，ak,i表示编号为k的传感器在第i个采集区间内的第一校准系数，bk,i表示编号为k的传感器在第i个采集区间内的第二校准系数，yk,i表示编号为k的传感器在第i个采集区间内的采集值，yk，i+1表示编号为k的传感器在第i+1个采集区间内的采集值，xk,i表示由高精度工装提供的编号为k的传感器在第i个采集区间内应该采集到的真实值，xk，i+1表示由高精度工装提供的编号为k的传感器在第i+1个采集区间内应该采集到的真实值。
4.如权利要求3所述的传感器校准方法，其特征在于：计算所述综合偏差校准系数表中每个传感器与所述联用模块的综合校准系数的公式包括：
Ak，i＝ak，i+αk，i
Bk，i＝bk，i+βk，i
其中，Ak,i表示每个传感器与所述联用模块的第一综合校准系数，Bk,i表示每个传感器与所述联用模块的第二综合校准系数，ak,i表示编号为k的传感器在第i个采集区间内的第一校准系数，αk,i表示所述联用模块与编号为k的传感器联用时所述联用模块在第i个采集区间内的第一校准参数，bk,i表示编号为k的传感器在第i个采集区间内的第二校准系数，βk,i表示所述联用模块与编号为k的传感器联用时所述联用模块在第i个采集区间内的第二校准参数。
5.如权利要求1所述的传感器校准方法，其特征在于：“对M个传感器进行编号”包括：
扫描所述M个传感器的识别码；以及
根据每个传感器的识别码对每个传感器进行编号。
6.如权利要求1所述的传感器校准方法，其特征在于：所述传感器包括霍尔传感器。
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