CN108534918A - 一种传感器自动隔离检测系统 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种传感器自动隔离检测系统，包括数据采集通讯模块、测试模块、数学模型的建立模块、误差来源模块和误差分析和评定模块，通过动态监控便于实时监控传感器的运行状态，方便测试人员查找线路错误，及时掌握传感器的信号状况，提高测试效率，并且通过该系统检测，发现了传感器误差主要出现在测量误差与标准器本身的误差，而为了提高传感器的可靠性与稳定性，通过误差分析和评定模块，便于定期检查和定期测试传感器，从而保证传感器的可靠性和稳定性，通过检测程序便于其检测综合精度高、效率高、一致性好，具有较好的实时性、可靠性和可维护性，通过该系统，可以有效的降低传感器的误差范围，便于及时发现故障传感器。
Description
技术领域
本发明涉及传感器自动隔离检测系统技术领域，具体为一种传感器自动隔离检测系统。
背景技术
传感器是在仪器设备和各种产品中重要的测试器件之一，并因其种类繁多、性能稳定、测量准确等优点在生产和生活中得到广泛应用，传感器自动测试系统是检测温度传感器并确保其符合测试要求的重要设备，该系统的误差将直接关系到由传感器测得的工艺参数的准确性，并最终影响到产品质量。
但是目前市场上的传感器自动隔离检测系统不仅结构复杂，而且功能单一，不便于实时监控传感器的运行状态，不方便测试人员查找线路错误，及时无法掌握传感器的信号状况，影响测试效率，并且无法发现传感器误差主要出现在测量误差与标准器本身的误差，不能提高传感器的可靠性与稳定性，不便于定期检查和定期测试传感器，从而影响传感器的可靠性和稳定性，不便于其检测综合精度高、效率高、一致性好，不具有较好的实时性、可靠性和可维护性，不能有效的降低传感器的误差范围，并且无法保证传感器在不同环境与电压范围不同的情况下，无法保证其稳定与准确性，在使用后期，发现传感器出现问题的时候，不便于及时发现故障传感器，不能防止传感器失误造成的连锁效应。
发明内容
本发明提供一种传感器自动隔离检测系统，可以有效解决上述背景技术中提出不便于实时监控传感器的运行状态，不方便测试人员查找线路错误，及时无法掌握传感器的信号状况，影响测试效率，并且无法发现传感器误差主要出现在测量误差与标准器本身的误差，
不能提高传感器的可靠性与稳定性，不便于定期检查和定期测试传感器，从而影响传感器的可靠性和稳定性，不便于其检测综合精度高、效率高、一致性好，不具有较好的实时性、可靠性和可维护性，不能有效的降低传感器的误差范围，并且无法保证传感器在不同环境与电压范围不同的情况下，无法保证其稳定与准确性，在使用后期，发现传感器出现问题的时候，不便于及时发现故障传感器，不能防止传感器失误造成的连锁效应的问题。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种传感器自动隔离检测系统，包括数据采集通讯模块、测试模块、数学模型的建立模块、误差来源模块和误差分析和评定模块，所述数据采集通讯模块内设有数据采集、动态监控和停止监控。
根据上述技术方案，所述测试模块中内设有测试方法和测试程序，所述测试方法是指选取一只性能稳定的传感器，系统采用比较法测量铂电阻传感器在0℃、100℃时的电阻值，将标准电阻与被测电阻同时放入恒温油槽中，待温度稳定后，通过对标准电阻与被测电阻的逐点比较，由系统软件读出两者的电阻值，再由标准电阻算出实际温度，最后通过公式自动计算出被测铂电阻实际电阻值。
根据上述技术方案，所述测试程序内设有灵敏系数测试程序模块、蠕变测试程序模块和机械滞后测试程序模块，所述灵敏系数测试程序模块是将抽样检定的传感器安装在SK一1实验梁工作段表面，要求传感器轴线与梁表面应力方向平行，固化和稳定化处理后，将梁安装到SK—l装置上连接传感器和测试系统，所述蠕变测试程序模块是根据国标传感器蠕变测试要求，环境温度变化不超过±1℃，将梁在15s内加载至1000±50um/m，并保持恒定，加载1min内必须记录完各被测传感器的第一次读数，然后每隔5～10min记录一次，共进行1h蠕变测量，数据采集后，计算各传感器每次读数与第一次读数之差，将最大差值用室温灵敏度系数修正后即得每个传感器的蠕变值，最后，分别计算每个受拉及受压传感器的蠕变平均值，以其中绝对值最大者作为该批传感器的蠕变，机械滞后测试程序模块是传感器被安装在被测试件上之后，当温度恒定时，传感器的指示应变与试件表面的机械应变之间的比值应当不变，然而实验表明，在增加或减少机械应变的过程中，对于同一的机械应变量，传感器的指示应变存在差值，此差值即为机械滞后。
根据上述技术方案，其特征在于，所述数学模型的建立模块是指实际检测中，热源温度值x经常稍微偏离预期温度值t，所以按照式(1)计算预期温度t时的电阻值
Rt＝Rx+(dR/dt)t·△t (1)
式中，Rt为t℃温度时被测实际电阻值；Rx为t℃温度附近x℃时被测温度传感器的电阻值；
(dR/dt)t为t℃温度时被测传感器电阻随温度的变化率；Δt为检定恒温槽温度偏离检定值，
△t＝(R3t-R3x)/(dR/dt)3t (2)
式中，Rt3为t℃温度时标准器的电阻值；R3x为x℃温度时标准器的电阻值；(dR/dt)3t为t℃温度时标准器的电阻随温度的变化率。
根据上述技术方案，所述误差来源模块误差是由组成系统的各部分引入的，主要包括对被检温度传感器测量重复性引入的误差、检测过程中温场的不均匀性引入的误差、电测设备引入的误差和标准器引入的误差等。
根据上述技术方案，所述误差分析和评定模块内设有重复性的标准不确定度、温场的不均匀性的标准不确定度、电测设备引入的标准不确定度、标准器本身引入的标准不确定度分量、标准不确定度各分量一览表、合成标准不确定度和扩展不确定度。
根据上述技术方案，所述重复性的标准不确定度是被检传感器输出的电阻值的不重复性引起的，所述温场的不均匀性的标准不确定度是由深井式恒温槽和深井式低温槽温度分布不均匀性引起的，所述电测设备引入的标准不确定度由堆栈式测温仪测量回路寄生电势引起的，所述标准器本身引入的标准不确定度分量是由标准铂电阻传感器本身阻值的不重复性引起的，所述标准不确定度各分量一览表使为了便于对各个标准不确定度分量有更加直观的了解，所述合成标准不确定度是将以上四个主要标准不确定度分量进行合成，得到合成标准不确定度，所述扩展不确定度是为了更能准确地表示测量结果，需要给出一个测量区间，使被测量的值大部分位于其中，为此用扩展不确定度来表示，扩展不确定度由标准不确定度uc乘以包含因子k得到，记为U，当0℃时:Uk1＝k×uc1＝0.016(k＝2)，100℃时:Uk2＝k×uc2＝0.019(k＝2)。
与现有技术相比，本发明的有益效果：通过动态监控便于实时监控传感器的运行状态，方便测试人员查找线路错误，及时掌握传感器的信号状况，提高测试效率，并且通过该系统检测，发现了传感器误差主要出现在测量误差与标准器本身的误差，而为了提高传感器的可靠性与稳定性，通过误差分析和评定模块，便于定期检查和定期测试传感器，从而保证传感器的可靠性和稳定性，通过检测程序便于其检测综合精度高、效率高、一致性好，具有较好的实时性、可靠性和可维护性，通过该系统，可以有效的降低传感器的误差范围，并且监测传感器，保证了传感器在不同环境与电压范围不同的情况下，保证其稳定与准确性，在使用后期，发现传感器出现问题的时候，便于及时发现故障传感器，及时更换可以降低传感器所带来的损失，保证了企业和居民的正常生活，防止传感器失误造成的连锁效应。
附图说明
附图用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本发明的实施例一起用于解释本发明，并不构成对本发明的限制。
在附图中：
图1是本发明结构图；
具体实施方式
以下结合附图对本发明的优选实施例进行说明，应当理解，此处所描述的优选实施例仅用于说明和解释本发明，并不用于限定本发明。
实施例：如图1所示，本发明提供传感器自动隔离检测系统技术方案，一种传感器自动隔离检测系统，包括数据采集通讯模块、测试模块、数学模型的建立模块、误差来源模块和误差分析和评定模块，数据采集通讯模块内设有数据采集、动态监控和停止监控。
根据上述技术方案，测试模块中内设有测试方法和测试程序，测试方法是指选取一只性能稳定的传感器，系统采用比较法测量铂电阻传感器在0℃、100℃时的电阻值，将标准电阻与被测电阻同时放入恒温油槽中，待温度稳定后，通过对标准电阻与被测电阻的逐点比较，由系统软件读出两者的电阻值，再由标准电阻算出实际温度，最后通过公式自动计算出被测铂电阻实际电阻值。
根据上述技术方案，测试程序内设有灵敏系数测试程序模块、蠕变测试程序模块和机械滞后测试程序模块，灵敏系数测试程序模块是将抽样检定的传感器安装在SK一1实验梁工作段表面，要求传感器轴线与梁表面应力方向平行，固化和稳定化处理后，将梁安装到SK—l装置上连接传感器和测试系统，蠕变测试程序模块是根据国标传感器蠕变测试要求，环境温度变化不超过±1℃，将梁在15s内加载至1000±50um/m，并保持恒定，加载1min内必须记录完各被测传感器的第一次读数，然后每隔5～10min记录一次，共进行1h蠕变测量，数据采集后，计算各传感器每次读数与第一次读数之差，将最大差值用室温灵敏度系数修正后即得每个传感器的蠕变值，最后，分别计算每个受拉及受压传感器的蠕变平均值，以其中绝对值最大者作为该批传感器的蠕变，机械滞后测试程序模块是传感器被安装在被测试件上之后，当温度恒定时，传感器的指示应变与试件表面的机械应变之间的比值应当不变，然而实验表明，在增加或减少机械应变的过程中，对于同一的机械应变量，传感器的指示应变存在差值，此差值即为机械滞后。
根据上述技术方案，数学模型的建立模块是指实际检测中，热源温度值x经常稍微偏离预期温度值t，所以按照式(1)计算预期温度t时的电阻值
Rt＝Rx+(dR/dt)t·△t (1)
式中，Rt为t℃温度时被测实际电阻值；Rx为t℃温度附近x℃时被测温度传感器的电阻值；
(dR/dt)t为t℃温度时被测传感器电阻随温度的变化率；Δt为检定恒温槽温度偏离检定值，
△t＝(R3t-R3x)/(dR/dt)3t (2)
式中，Rt3为t℃温度时标准器的电阻值；R3x为x℃温度时标准器的电阻值；(dR/dt)3t为t℃温度时标准器的电阻随温度的变化率。
根据上述技术方案，误差来源模块误差是由组成系统的各部分引入的，主要包括对被检温度传感器测量重复性引入的误差、检测过程中温场的不均匀性引入的误差、电测设备引入的误差和标准器引入的误差等。
根据上述技术方案，误差分析和评定模块内设有重复性的标准不确定度、温场的不均匀性的标准不确定度、电测设备引入的标准不确定度、标准器本身引入的标准不确定度分量、标准不确定度各分量一览表、合成标准不确定度和扩展不确定度。
根据上述技术方案，重复性的标准不确定度是被检传感器输出的电阻值的不重复性引起的，温场的不均匀性的标准不确定度是由深井式恒温槽和深井式低温槽温度分布不均匀性引起的，电测设备引入的标准不确定度由堆栈式测温仪测量回路寄生电势引起的，标准器本身引入的标准不确定度分量是由标准铂电阻传感器本身阻值的不重复性引起的，标准不确定度各分量一览表使为了便于对各个标准不确定度分量有更加直观的了解，合成标准不确定度是将以上四个主要标准不确定度分量进行合成，得到合成标准不确定度，扩展不确定度是为了更能准确地表示测量结果，需要给出一个测量区间，使被测量的值大部分位于其中，为此用扩展不确定度来表示，扩展不确定度由标准不确定度uc乘以包含因子k得到，记为U，当0℃时：Uk1＝k×uc1＝0.016(k＝2)，100℃时:Uk2＝k×uc2＝0.019(k＝2)。
基于上述，本发明的优点在于：通过动态监控便于实时监控传感器的运行状态，方便测试人员查找线路错误，及时掌握传感器的信号状况，提高测试效率，并且通过该系统检测，发现了传感器误差主要出现在测量误差与标准器本身的误差，而为了提高传感器的可靠性与稳定性，通过误差分析和评定模块，便于定期检查和定期测试传感器，从而保证传感器的可靠性和稳定性，通过检测程序便于其检测综合精度高、效率高、一致性好，具有较好的实时性、可靠性和可维护性，通过该系统，可以有效的降低传感器的误差范围，并且监测传感器，保证了传感器在不同环境与电压范围不同的情况下，保证其稳定与准确性，在使用后期，发现传感器出现问题的时候，便于及时发现故障传感器，及时更换可以降低传感器所带来的损失，保证了企业和居民的正常生活，防止传感器失误造成的连锁效应。
最后应说明的是：以上所述仅为本发明的优选实例而已，并不用于限制本发明，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (7)
1.一种传感器自动隔离检测系统，包括数据采集通讯模块、测试模块、数学模型的建立模块、误差来源模块和误差分析和评定模块，其特征在于：所述数据采集通讯模块内设有数据采集、动态监控和停止监控。
2.根据权利要求1所述的一种传感器自动隔离检测系统，其特征在于，所述测试模块中内设有测试方法和测试程序，所述测试方法是指选取一只性能稳定的传感器，系统采用比较法测量铂电阻传感器在0℃、100℃时的电阻值，将标准电阻与被测电阻同时放入恒温油槽中，待温度稳定后，通过对标准电阻与被测电阻的逐点比较，由系统软件读出两者的电阻值，再由标准电阻算出实际温度，最后通过公式自动计算出被测铂电阻实际电阻值。
3.根据权利要求2所述的一种传感器自动隔离检测系统，其特征在于，所述测试程序内设有灵敏系数测试程序模块、蠕变测试程序模块和机械滞后测试程序模块，所述灵敏系数测试程序模块是将抽样检定的传感器安装在SK一1实验梁工作段表面，要求传感器轴线与梁表面应力方向平行，固化和稳定化处理后，将梁安装到SK—l装置上连接传感器和测试系统，所述蠕变测试程序模块是根据国标传感器蠕变测试要求，环境温度变化不超过±1℃，将梁在15s内加载至1000±50um/m，并保持恒定，加载1min内必须记录完各被测传感器的第一次读数，然后每隔5～10min记录一次，共进行1h蠕变测量，数据采集后，计算各传感器每次读数与第一次读数之差，将最大差值用室温灵敏度系数修正后即得每个传感器的蠕变值，最后，分别计算每个受拉及受压传感器的蠕变平均值，以其中绝对值最大者作为该批传感器的蠕变，机械滞后测试程序模块是传感器被安装在被测试件上之后，当温度恒定时，传感器的指示应变与试件表面的机械应变之间的比值应当不变，然而实验表明，在增加或减少机械应变的过程中，对于同一的机械应变量，传感器的指示应变存在差值，此差值即为机械滞后。
4.根据权利要求1所述的一种传感器自动隔离检测系统，其特征在于，所述数学模型的建立模块是指实际检测中，热源温度值x经常稍微偏离预期温度值t，所以按照式(1)计算预期温度t时的电阻值
Rt＝Rx+(dR/dt)t·△t (1)
式中，Rt为t℃温度时被测实际电阻值；Rx为t℃温度附近x℃时被测温度传感器的电阻值；
(dR/dt)t为t℃温度时被测传感器电阻随温度的变化率；Δt为检定恒温槽温度偏离检定值，
△t＝(R3t-R3x)/(dR/dt)3t (2)
式中，Rt3为t℃温度时标准器的电阻值；R3x为x℃温度时标准器的电阻值；(dR/dt)3t为t℃温度时标准器的电阻随温度的变化率。
5.根据权利要求1所述的一种传感器自动隔离检测系统，其特征在于，所述误差来源模块误差是由组成系统的各部分引入的，主要包括对被检温度传感器测量重复性引入的误差、检测过程中温场的不均匀性引入的误差、电测设备引入的误差和标准器引入的误差等。
6.根据权利要求1所述的一种传感器自动隔离检测系统，其特征在于，所述误差分析和评定模块内设有重复性的标准不确定度、温场的不均匀性的标准不确定度、电测设备引入的标准不确定度、标准器本身引入的标准不确定度分量、标准不确定度各分量一览表、合成标准不确定度和扩展不确定度。
7.根据权利要求6所述的一种传感器自动隔离检测系统，其特征在于，所述重复性的标准不确定度是被检传感器输出的电阻值的不重复性引起的，所述温场的不均匀性的标准不确定度是由深井式恒温槽和深井式低温槽温度分布不均匀性引起的，所述电测设备引入的标准不确定度由堆栈式测温仪测量回路寄生电势引起的，所述标准器本身引入的标准不确定度分量是由标准铂电阻传感器本身阻值的不重复性引起的，所述标准不确定度各分量一览表使为了便于对各个标准不确定度分量有更加直观的了解，所述合成标准不确定度是将以上四个主要标准不确定度分量进行合成，得到合成标准不确定度，所述扩展不确定度是为了更能准确地表示测量结果，需要给出一个测量区间，使被测量的值大部分位于其中，为此用扩展不确定度来表示，扩展不确定度由标准不确定度uc乘以包含因子k得到，记为U，当0℃时:Uk1＝k×uc1＝0.016(k＝2)，100℃时:Uk2＝k×uc2＝0.019(k＝2)。
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| CN110487327A (zh) * | 2019-08-13 | 2019-11-22 | 中铁十二局集团有限公司 | 一种机械设备电气系统的运行状态检测系统 |
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Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN110487327A (zh) * | 2019-08-13 | 2019-11-22 | 中铁十二局集团有限公司 | 一种机械设备电气系统的运行状态检测系统 |
| CN110487327B (zh) * | 2019-08-13 | 2021-08-17 | 中铁十二局集团有限公司 | 一种机械设备电气系统的运行状态检测系统 |
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