CN107884096B - 具有微控制单元的电子测温设备的自动校准方法及设备 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种具有微控制单元的电子测温设备的自动校准方法及设备，具有微控制单元的电子测温设备处于恒温的预置测试环境温度中，其中，该自动校准设备的自动校准方法包括：(1)电子测温设备以内置的基准电阻的当前理论基准振荡次数X_RF为依据，确定当前测试电阻的测试振荡次数X_RS；(2)微控制单元根据如下方程组进行计算：(3)通过上述步骤(2)的方程组求出基准电阻的实际振荡次数X’_RF：(4)用基准电阻的实际振荡次数X’_RF替换系统内置的基准电阻的当前理论基准振荡次数X_RF，将X’_RF作为新的当前理论基准振荡次数存入微控制单元，完成电子测温设备的校准工作。采用该种方法及设备，可有效对电子测温设备进行校准，效率高、成本低。

Description

具有微控制单元的电子测温设备的自动校准方法及设备

技术领域

本发明涉及自动校准领域，尤其涉及电子测温设备中自动校准领域，具体是指一种具有微控制单元的电子测温设备的自动校准方法及设备。

背景技术

现有技术中的电子测温设备中，如电子体温计，在生产时，都是采用一个基准电阻和热敏电阻相比较，来测试人体的温度，既然是基准电阻和热敏电阻，就势必有误差，即使再高精度的电阻，因为工艺原因和PCB版的原因，也会有误差，误差会引起测试误差，而体温计的制造标准是精度要为±0.1℃，例如一个人的体温是36.7℃，但是实际测试为36.9℃或者是36.5℃，那么就超出制造标准，这款产品就是不合格的，目前所有的体温计生产厂商在生产时，遇到体温计的精度超出制造标准时，采用的方法是替换基准电阻或者是测试电阻，即热敏电阻的方法来进行调整，一次到多次电阻替换后，测量的精度满足制造标准为止，此种方法确实是有效可行的，但是，这种技术，无形中增加了生产的成本，降低了生产效率。

发明内容

本发明的目的是克服了上述现有技术的缺点，提供了一种效率高，成本低的具有微控制单元的电子测温设备的自动校准方法及设备。

为了实现上述目的，本发明的具有微控制单元的电子测温设备的自动校准方法及装置具体如下：

该用于具有微控制单元的电子测温设备的自动校准方法，所述的具有微控制单元的电子测温设备处于恒温的预置的测试环境温度中，其特征在于，所述的自动校准方法具体包括以下步骤：

(1)所述的电子测温设备以内置的基准电阻的当前理论基准振荡次数X_RF为依据，确定当前测试电阻的测试振荡次数X_RS；

(2)所述的微控制单元根据如下方程组进行计算：

其中，所述的A与C均为已知常数，A为所述的基准电阻在无误差时，在所述的预置的测试环境温度中对应的理论振荡次数区间中的理论基准振荡次数，C为所述的基准电阻在无误差时，在所述的预置的测试环境温度中对应的理论振荡次数区间中的中间值，即所述的基准电阻在无误差时，在所述的预置的测试环境温度中对应最佳理论基准振荡次数，X’_RS为实际校准过程中所述的测试电阻的实际振荡次数，该测试电阻的实际振荡次数X’_RS为步骤(1)中所述的当前测试电阻的测试振荡次数X_RS，X’_RF为实际校准过程中所述的基准电阻的实际振荡次数，R_RF为所述的基准电阻的理论阻值，R_RS为所述的测试电阻的理论阻值，；

所述的基准电阻的实际振荡次数等于所述的测试电阻的实际振荡次数，即：

X′_RS＝X′_RF；

(3)通过上述步骤(2)的方程组求出所述的基准电阻的实际振荡次数X’_RF：

(4)用所述的基准电阻的实际振荡次数X’_RF替换所述的内置的基准电阻的当前理论基准振荡次数X_RF，将X’_RF作为新的当前理论基准振荡次数存入所述的微控制单元，完成所述的电子测温设备的校准工作。

本发明的具有微控制单元并实现自动校准功能的电子测温设备包括：

该具有微控制单元并实现自动校准功能的电子测温设备，其主要特点是，所述的自动校准装置包括：

自动校准程序，所述的微控制单元在自动校准过程中运行所述的自动校准程序进行如下自动校准步骤处理：

(1)以内置的基准电阻的当前理论基准振荡次数X_RF为依据，确定当前测试电阻的测试振荡次数X_RS；

(2)根据如下方程组进行计算：

其中，所述的A与C均为已知常数，A为所述的基准电阻在无误差时，在所述的预置的测试环境温度中对应的理论振荡次数区间中的理论基准振荡次数，C为所述的基准电阻在无误差时，在所述的预置的测试环境温度中对应的理论振荡次数区间中的中间值，即所述的基准电阻在无误差时，在所述的预置的测试环境温度中对应最佳理论基准振荡次数，X’_RS为实际校准过程中所述的测试电阻的实际振荡次数，该测试电阻的实际振荡次数X’_RS为步骤(1)中所述的当前测试电阻的测试振荡次数X_RS，X’_RF为实际校准过程中所述的基准电阻的实际振荡次数，R_RF为所述的基准电阻的理论阻值，R_RS为所述的测试电阻的理论阻值，R’_RF为所述的基准电阻的实际阻值，R’_RS为所述的测试电阻的实际阻值；

所述的基准电阻的实际振荡次数等于所述的测试电阻的实际振荡次数，即：

X′_RS＝X′_RF；

(3)通过上述步骤(2)的方程组求出所述的基准电阻的实际振荡次数X’_RF：

(4)用所述的基准电阻的实际振荡次数X’_RF替换所述的内置的基准电阻的当前理论基准振荡次数X_RF，将X’_RF作为新的当前理论基准振荡次数存入所述的微控制单元，完成所述的电子测温设备的校准工作。

采用该发明的具有微控制单元的电子测温设备的自动校准方法及设备，通过修改所述的电子测温设备中自动校准装置中基准电阻的阻值所对应的基准振荡次数，实现不更换基准电阻的阻值就可实现替换基准电阻的阻值的目的，实现对所述的电子测温设备的自动校准，令电子测温设备达到制造标准，且本方法效率高，成本低。

附图说明

图1为本发明的一具体实施例的具有微控制单元的电子测温设备的自动校准方法的修正前后基准振荡次数的变化百分比随温度变化的对比关系图。

具体实施方式

为了能够更清楚地描述本发明的技术内容，下面结合具体实施例来进行进一步的描述。

以下示例性实施例中所描述的实施方式并不代表与本申请相一致的所有实施方式。相反，它们仅是与如所附权利要求书中所详述的、本申请的一些方面相一致的装置和方法的例子。

在本申请使用的术语是仅仅出于描述特定实施例的目的，而非旨在限制本申请。在本申请和所附权利要求书中所使用的单数形式的“一种”、“所述”和“该”也旨在包括多数形式，除非上下文清楚地表示其他含义。下面参考附图详细描述本发明的各实施方式。

本发明的具有微控制单元的电子测温设备的自动校准方法，所述的具有微控制单元的电子测温设备处于恒温的预置的测试环境温度中，其中，所述的具有微控制单元的电子测温设备的自动校准方法具体包括以下步骤：

(1)所述的电子测温设备以内置的基准电阻的当前理论基准振荡次数X_RF为依据，确定当前测试电阻的测试振荡次数X_RS；

(2)所述的微控制单元根据如下方程组进行计算：

其中，所述的A与C均为已知常数，A为所述的基准电阻在无误差时，在所述的预置的测试环境温度中对应的理论振荡次数区间中的理论基准振荡次数，C为所述的基准电阻在无误差时，在所述的预置的测试环境温度中对应的理论振荡次数区间中的中间值，即所述的基准电阻在无误差时，在所述的预置的测试环境温度中对应最佳理论基准振荡次数，X’_RS为实际校准过程中所述的测试电阻的实际振荡次数，该测试电阻的实际振荡次数X’_RS为步骤(1)中所述的当前测试电阻的测试振荡次数X_RS，X’_RF为实际校准过程中所述的基准电阻的实际振荡次数，R_RF为所述的基准电阻的理论阻值，R_RS为所述的测试电阻的理论阻值，R’_RF为所述的基准电阻的实际阻值，R’_RS为所述的测试电阻的实际阻值；

所述的基准电阻的实际振荡次数等于所述的测试电阻的实际振荡次数，即：

X′_RS＝X′_RF；

(3)通过上述步骤(2)的方程组求出所述的基准电阻的实际振荡次数X’_RF：

(4)用所述的基准电阻的实际振荡次数X’_RF替换所述的内置的基准电阻的当前理论基准振荡次数X_RF，将X’_RF作为新的当前理论基准振荡次数存入所述的微控制单元，完成所述的电子测温设备的校准工作。

在该实施例中，还包括一种具有微控制单元并实现自动校准功能的电子测温设备其中，所述的自动校准装置包括：

自动校准程序，所述的微控制单元在自动校准过程中运行所述的自动校准程序进行如下自动校准步骤处理：

(1)以内置的基准电阻的当前理论基准振荡次数X_RF为依据，确定当前测试电阻的测试振荡次数X_RS；

(2)根据如下方程组进行计算：

其中，所述的A与C均为已知常数，A为所述的基准电阻在无误差时，在所述的预置的测试环境温度中对应的理论振荡次数区间中的理论基准振荡次数，C为所述的基准电阻在无误差时，在所述的预置的测试环境温度中对应的理论振荡次数区间中的中间值，即所述的基准电阻在无误差时，在所述的预置的测试环境温度中对应最佳理论基准振荡次数，X’_RS为实际校准过程中所述的测试电阻的实际振荡次数，该测试电阻的实际振荡次数X’_RS为步骤(1)中所述的当前测试电阻的测试振荡次数X_RS，X’_RF为实际校准过程中所述的基准电阻的实际振荡次数，R_RF为所述的基准电阻的理论阻值，R_RS为所述的测试电阻的理论阻值，R’_RF为所述的基准电阻的实际阻值，R’_RS为所述的测试电阻的实际阻值；

由于所述的电子测温设备的自动校准装置置于所述的预置的测试环境温度中，所以，所述的基准电阻的实际振荡次数应等于所述的测试电阻的实际振荡次数，即：

x′_RS＝X′_RF；

(3)通过上述步骤(2)的方程组求出所述的基准电阻的实际振荡次数X’_RF：

(4)用所述的基准电阻的实际振荡次数X’_RF替换所述的内置的基准电阻的当前理论基准振荡次数X_RF，将X’_RF作为新的当前理论基准振荡次数存入所述的微控制单元，完成所述的电子测温设备的校准工作。

以下给出该方法中提到的公式的推导过程及涉及的原理，推导过程如下：

(1)引入现有技术电子测温设备中自动校准装置的测试基本原理公式，该测试基本原理公式如下：

R_RF×X_RF＝R_RS×X_RSR_RF×X_RF＝R_RS×X_RS，

其中，R_RF为所述的基准电阻的理论阻值，所述的基准电阻的理论阻值作为测量时的基准电阻的阻值，X_RF为与所述的基准电阻的理论阻值对应的该基准电阻的理论基准振荡次数，R_RS为测试电阻的理论阻值，所述的理论测试电阻为热敏电阻，该测试电阻的理论阻值随实际测量到的温度变化而变化，X_RS为与所述的测试电阻的理论阻值对应的该测试电阻的理论测试振荡次数。

将所述的电子测温设备中的自动校准装置置于预置的测试环境温度时，X_RF＝A，R_RF＝B，其中，所述的A与B均为已知常数，且，并由所选的基准电阻、测试电阻的型号及实际的测试环境温度确定所述的A与B的实际值。

(2)根据所述的测试基本原理公式推导出将所述的电子测温设备中自动校准装置置于预置的恒温的预置的测试环境温度时所述的测试基本原理公式的变化形式，即理论实际振荡次数计算公式：

其中，R_RS根据所述的实际测量到的温度变化，在某个实际温度下，X_RS由所述的理论实际振荡次数计算公式算出，即根据X_RS判断所述的实际温度，具体判断方法为通过查相关的实际振荡次数与实际温度对应表，找出与所述的x_RS的值所处的区间相对应的实际温度。

(3)由于步骤(1)和步骤(2)中所述的R_RF、R_RS均为理论电阻值，实际的基准电阻、与实际的测试电阻的电阻值均有误差，故假设所述的基准电阻的基准电阻理论阻值与基准电阻实际阻值之间的误差为r_RF、所述的测试电阻的测试电阻的理论电阻值与测试电阻的实际电阻值的误差为r_RS，并引入x_RF作为理论基准振荡次数与实际基准振荡次数之间的误差基准振荡次数，对所述的测试基本原理公式及理论实际振荡次数计算公式进行修正，将所述的电子测温设备中的自动校准装置置于所述的预置的测试环境温度时，修正后的实际振荡次数计算公式及相关推导公式如下：

其中，由于所述的电子测温设备中的自动校准装置置于所述的预置的测试环境温度，所以所述的实际的测试电阻的实际阻值等于所述的实际的基准电阻的实际阻值，运用上述的修正后的实际振荡次数计算公式中引入的x_RF，相当于在不替换所述的电子测温设备中自动校准装置的实际的基准电阻，通过将该实际的基准电阻所对应的基准振荡次数值进行修改，形成将所述的实际的基准电阻的阻值调整到等于所述的理论基本基准电阻的阻值的效果。

(4)由于所述的电子测温设备中自动校准装置置于所述的恒温的预置的测试环境温度中，校准温度应等于实测温度，故

令

(5)为了得出所述的理论基准振荡次数与实际基准振荡次数之间的误差基准振荡次数，将步骤(4)中的公式化为：

(6)由于在实际的电子测温设备中自动校准装置中，步骤(5)中的r_RF和r_RS均为未知数故引入如下方程组：

其中，X’_RS为实际校准过程中所述的实际测试电阻的振荡次数，X’_RF为实际校准过程中所述的实际基准电阻的振荡次数，X’_RF＝X_RF+x_RF，C为所选的测试电阻在所述的预置的测试环境温度中所对应的振荡区间中的中间值，即最佳振荡次数。

由于所述的电子测温设备中自动校准装置置于所述的预置的测试环境温度中，所以，所述的实际基准电阻的振荡次数应等于所述的实际测试电阻的振荡次数，即X’_RS＝X’_RF，

(7)求实际校准过程中所述的实际基准电阻的振荡次数X’_RF：

将X’_RF的计算结果写入所述的微控制单元，代替所述的微控制单元中原有的X_RF即可完成调整。

将上述公式的推导用到测试环境为37度的测试环境下，并选用确定型号的热敏电阻，型号503ET，证明具体实施例的可行性，具体应用如下：

(1)引入电子测温设备中自动校准装置的测试基本原理公式，该测试基本原理公式如下：

R_RF×X_RF＝R_RS×X_RSR_RF×X_RF＝R_RS×X_RS，

该公式为测温设备IC芯片探测原理公式，

由于测试环境温度已知为37度，选用的热敏电阻型号也确定，所以，将A，B用实际数值代入，即其中X_RF＝6455，所以公式就变化为其中，R_RF＝30KΩ，R_RS根据温度变化，在某个温度下，X_RS由公式算出，原理就是根据最终的X_RS来判断当前的温度，理论值中，通过查相关的实际振荡次数与实际温度对应表确定温度，具体的X_RS结果如下表，下表为选定型号的热敏电阻的振荡次数与温度对应表：

由于R_RF，R_RS都有误差，假设误差分别为r_RF和r_RS，那么校准的原理是引入x_RF来修正公式，公式和计算如下：

公式演变的过程是为了说明引入的x_RF相当于改变了基准电阻的阻值，实际的效果和目前所采用的电阻替换法是相同的，

求出公式中的x_RF：

但是实际上r_RF和r_RF并不知道是多少，所以实际在电路中是无法引入r_RF和r_RS来求出结果，就要采用如下的两个方程求解后实现：

R_RF×6455＝R_RS×X′_RS，，

R_RF×X′_RF＝R_RS×6468

X′_RS就是实际校准时R’_RS的振荡次数，然后求出X′_RF，

X′_RF就是用计算结果，把X′_RF写入到所述微控制单元中的自动校准程序中，替换原有的X_RF。

以下是使用该方法不会导致测量错误的证明，具体证明如下：

把X′_RF写入到程序中，替换原有的X_RF，公式就变为：

根据新公式，变化一下如下：

公式的变化说明，每个新的温度点，R′_RS和R_RS相比较，变化的百分比是不变的，说明引入x_RF不会对修正后的R′_RS的线性度产生影响，用归一化的曲线表示如图1所示，其中，X_RF＝6455代表的线条为理论基准振荡次数，X’_RF＝6384代表的线条为校准后实际基准振荡次数，横坐标为温度值，纵坐标为变化的百分比，从图1的本发明的一具体实施例的具有微控制单元的电子测温设备的自动校准方法的修正前后基准振荡次数的变化百分比随温度变化的对比关系图中的归一化的图形中每个温度点的电阻偏移量都是固定的，本发明中，使用了在公式中引入变量达到自动校准的目的，可以应用在部分单片机程序中，用软件的方法为生产厂商节约成本，提高效率，增加产量，将该方法运用到具有显示屏的电子测温装置上，可使该测温装置显示正确的温度数值。

采用该发明的具有微控制单元的电子测温设备的自动校准方法及设备，通过修改所述的电子测温设备中自动校准装置中基准电阻的阻值所对应的基准振荡次数，实现不更换基准电阻的阻值就可实现替换基准电阻的阻值的目的，实现对所述的电子测温设备的自动校准，令电子测温设备达到制造标准，且本方法效率高，成本低。

以上所述仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。

Claims (2)

1.一种具有微控制单元的电子测温设备的自动校准方法，所述的具有微控制单元的电子测温设备处于恒温的预置的测试环境温度中，其特征在于，所述的自动校准方法具体包括以下步骤：

(1)所述的电子测温设备以内置的基准电阻的当前理论基准振荡次数X_RF为依据，确定当前测试电阻的测试振荡次数X_RS；

(2)所述的微控制单元根据如下方程组进行计算：

其中，所述的A与C均为已知常数，A为所述的基准电阻在无误差时，在所述的预置的测试环境温度中对应的理论振荡次数区间中的理论基准振荡次数，C为所述的基准电阻在无误差时，在所述的预置的测试环境温度中对应的理论振荡次数区间中的中间值，即所述的基准电阻在无误差时，在所述的预置的测试环境温度中对应最佳理论基准振荡次数，X’_RS为实际校准过程中所述的测试电阻的实际振荡次数，该测试电阻的实际振荡次数X’_RS为步骤(1)中所述的当前测试电阻的测试振荡次数X_RS，X’_RF为实际校准过程中所述的基准电阻的实际振荡次数，R_RF为所述的基准电阻的理论阻值，R_RS为所述的测试电阻的理论阻值；

所述的基准电阻的实际振荡次数等于所述的测试电阻的实际振荡次数，即：

X′_RS＝X′_RF；

(3)通过上述步骤(2)的方程组求出所述的基准电阻的实际振荡次数X’_RF：

(4)用所述的基准电阻的实际振荡次数X’_RF替换所述的内置的基准电阻的当前理论基准振荡次数X_RF，将X’_RF作为新的当前理论基准振荡次数存入所述的微控制单元，完成所述的电子测温设备的校准工作。

2.一种具有微控制单元并实现自动校准功能的电子测温设备，其特征在于，所述的电子测温设备包括：

自动校准程序，所述的微控制单元在自动校准过程中运行所述的自动校准程序进行如下自动校准步骤处理：

(1)以内置的基准电阻的当前理论基准振荡次数X_RF为依据，确定当前测试电阻的测试振荡次数X_RS；

(2)根据如下方程组进行计算：

其中，所述的A与C均为已知常数，A为所述的基准电阻在无误差时，在预置的测试环境温度中对应的理论振荡次数区间中的理论基准振荡次数，C为所述的基准电阻在无误差时，在所述的预置的测试环境温度中对应的理论振荡次数区间中的中间值，即所述的基准电阻在无误差时，在所述的预置的测试环境温度中对应最佳理论基准振荡次数，X’_RS为实际校准过程中所述的测试电阻的实际振荡次数，该测试电阻的实际振荡次数X’_RS为步骤(1)中所述的当前测试电阻的测试振荡次数X_RS，X’_RF为实际校准过程中所述的基准电阻的实际振荡次数，R_RF为所述的基准电阻的理论阻值，R_RS为所述的测试电阻的理论阻值；

所述的基准电阻的实际振荡次数等于所述的测试电阻的实际振荡次数，即：

X′_RS＝X′_RF；

(3)通过上述步骤(2)的方程组求出所述的基准电阻的实际振荡次数X’_RF：

(4)用所述的基准电阻的实际振荡次数X’_RF替换所述的内置的基准电阻的当前理论基准振荡次数X_RF，将X’_RF作为新的当前理论基准振荡次数存入所述的微控制单元，完成所述的电子测温设备的校准工作。