CN110296773B - 利用干体温度校验仪校准短支温度测量设备的方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种利用干体温度校验仪校准短支温度测量设备的方法，属于温度校准领域，该方法中，干体温度校验仪的炉体内置有均热块，均热块内设置有两个测温孔，即第一测温孔和第二测温孔，炉体底部设置有控温元件，该方法将第一标准温度传感器依次通过第一测量模块、控制模块电连接到控温元件形成闭环温度反馈控制回路，精确控制第一标准温度传感器所在测温孔的温度，并计算分别放置被校准温度传感器探头和标准温度传感器探头的两个测温孔的温差，建立适用于干体温度校验仪的多个均热块的温度场模型库，实现快速计算被校准温度传感器的实际温度和快速校准被校准温度传感器的精度。本发明方法适用范围广，适用于各种短支温度传感器的校准。

Description

利用干体温度校验仪校准短支温度测量设备的方法

技术领域

本发明属于温度校准领域，具体涉及一种利用干体温度校验仪校准短支温度测量设备的方法。

背景技术

目前，便携式干体温度校验仪常被用于校准常规温度测量设备的准确性。实践中，有一些特殊尺寸的温度测量设备，即短支温度测量设备，例如短支的铂电阻或热电偶传感器、短支的或直角的热敏电阻温度传感器等。如图1所示，由于该种短支温度测量设备的长度较短，被校准温度测量设备3和炉体内温度传感器15的感温元件14的水平位置间隔较远，如将炉体内温度传感器15测量得到温度作为实际温度，以此校准被校准温度测量设备3，误差较大。

因此，如何更精确的校准短支温度测量设备，是当前需要解决的技术问题。

发明内容

本发明提供一种利用干体温度校验仪校准短支温度测量设备的方法，能够更精确的校准短支温度测量设备。

本发明采用以下技术方案：

一种利用干体温度校验仪校准短支温度测量设备的方法，用于校准短支的被校准温度测量设备(3)，所述干体温度校验仪(1)的炉体内置有均热块(12)，均热块(12)内设置有两个测温孔，分别为第一测温孔(131)和第二测温孔(132)，包括以下步骤：

步骤S1，获取指定均热块(12)的温度场模型库，并存储在该干体温度校验仪(1)的存储器内；

步骤S2，将第一标准温度传感器(21)和被校准温度测量设备(3)的探头分别插入到干体温度校验仪(1)的指定均热块(12)的第一测温孔(131)和第二测温孔(132)内，将第一标准温度传感器(21)的温度控制在(T1)，获取被校准温度测量设备(3)的测量温度(T1ˊ)；

步骤S3，根据干体温度校验仪(1)内存储的温度场模型库，获取所述指定均热块(12)在温度(T1)下的温差值(ΔT1)，(ΔT1)为放置第一标准温度传感器(21)探头的第一测温孔(131)和放置被校准温度测量设备(3)探头的第二测温孔(132)的温差值；

步骤S4，计算被校准温度测量设备(3)的实际温度(T1″)，其中，T1″＝T1+ΔT1，将T1″和T1ˊ进行比较以校准单个温度点下被校准温度测量设备(3)的精度。

可选的，所述步骤S4之后还包括：

步骤S5，将T1依次变更成为T2，T3，T4，……，Tn，重复步骤S3至S4，被校准温度测量设备(3)的测量温度依次为T1ˊ，T2ˊ，T3ˊ，T4ˊ，……，Tnˊ，计算被校准温度测量设备(3)的实际温度依次为T2″，T3″，T4″，……，Tn″，以校准被校准温度测量设备(3)在多个温度点下的精度。

可选的，所述第一标准温度传感器(21)为热电阻。

可选的，所述均热块(12)的第一测温孔(131)和/或第二测温孔(132)的深度与被校准温度测量设备(3)的长度接近。

可选的，第一标准温度传感器(21)依次通过第一测量模块(41)、控制模块(5)电连接到干体温度校验仪(1)的控温元件(16)形成闭环温度反馈控制回路。

可选的，第一测量模块(41)和控制模块(5)集成为一测量控制模块。

可选的，在所述步骤S1中，获取温度场模型库的方法包括以下步骤：

步骤S11，将第一标准温度传感器(21)和第二标准温度传感器(22)的探头分别插入干体温度校验仪(1)的均热块(12)的第一测温孔(131)和第二测温孔(132)内；将第一标准温度传感器(21)的温度控制在温度值(T1)，第二标准温度传感器(22)的测量温度值为T1″′，计算ΔT1＝T1″ˊ-T1；

步骤S12，改变T1的值为T2、T3、T4……Tn，并重复步骤S11，测定在不同温度下的温差值(ΔT2、ΔT3、ΔT4……ΔTn)，并建立针对该均热块(12)的温度场模型并存储。

可选的，所述步骤S12之后还包括：

步骤S13，将干体温度校验仪(1)内的均热块(12)依次更换其它不同型号的均热块，重复步骤S11至S12，测定该干体温度校验仪(1)的多个指定均热块(12)的温度场模型，建立适用于干体温度校验仪(1)的多个均热块(12)的温度场模型库并存储。

可选的，被校准温测量设备(3)和第二标准温度传感器(22)电连接至第二测量模块(42)。

可选的，所述均热块(12)的测温孔的孔深小于均热块高度的2/3。

基于上述技术方案的利用干体温度校验仪校准短支温度测量设备的方法，获取第一测温孔特定温度时，第一测温孔与第二测温孔的温度差，应用该温度差校准第一测温孔同样为特定温度时，第二测温孔的短支温度测量设备测得的温度值，从而更精确的校准短支温度测量设备测得的温度值。

附图说明

图1为现有的短支温度测量设备的校准方法的原理示意图；

图2为本发明的短支温度测量设备的校准方法的原理示意图；

图3为本发明的温场模型库建立方法的原理示意图。

主要标号：

1：干体温度校验仪，11：恒温块，12：均热块，13：测温孔，131：第一测温孔，132：第二测温孔；14：感温元件，15：炉体内温度传感器，16：控温元件；

2：标准温度传感器，21：第一标准温度传感器，22：第二标准温度传感器；

3：被校准温度测量设备；

4：测量模块，41：第一测量模块，42：第二测量模块；5：控制模块；

具体实施方式

现有的校准短支温度测量设备的方法由于水平温度场不均匀、标准温度传感器和被校准温度测量设备之间存在温差，存在无法精确校准短支温度测量设备的缺陷，为了解决上述问题，本发明提供一种利用干体温度校验仪校准短支温度测量设备的方法，该方法通过计算分别放置被校准温度测量设备探头和标准温度测量设备探头的两个测温孔的温差，建立适用于干体温度校验仪的多个均热块的温度场模型库，实现快速计算被校准温度测量设备的实际温度和快速校准被校准温度测量设备的精度。

以下结合附图和具体实施例，对本发明利用干体温度校验仪校准短支温度测量设备的方法进行详细说明。

实施例一

本实施例的短支的被校准温度测量设备3，为具有温度检测功能的原件或者设备，包括但不限于热电阻、热电偶、温度开关、温度变送器等。

本实施例提供一种利用图2所示干体温度校验仪校准短支温度测量设备的方法，用于校准短支的被校准温度测量设备3，所述干体温度校验仪1的炉体内置有均热块12，均热块12内设置有两个测温孔，分别为第一测温孔131和第二测温孔132，包括以下步骤：

步骤S1，获取指定均热块12的温度场模型库，并存储在该干体温度校验仪(1)的存储器内；

步骤S2，将第一标准温度传感器21和被校准温度测量设备3的探头分别插入到干体温度校验仪1的指定均热块12的第一测温孔131和第二测温孔132内，将第一标准温度传感器21的温度控制在T1，获取被校准温度测量设备3的测量温度T1ˊ；

步骤S3，根据干体温度校验仪1内存储的温度场模型库，获取所述指定均热块12在温度T1下的温差值ΔT1，ΔT1为放置第一标准温度传感器21探头的第一测温孔131和放置被校准温度测量设备3探头的第二测温孔132的温差值；

步骤S4，计算被校准温度测量设备3的实际温度T1″＝T1+ΔT1，其中，将T1″和T1ˊ进行比较以校准单个温度点下被校准温度测量设备3的精度。

本发明实施例中，将第一标准温度传感器21的温度控制在T1时，可以通过第一标准温度传感器21控制第一标准温度传感器21探头处的温度为T1，也可以通过底部的控温原件16制温控制第一标准温度传感器21探头处的度为T1。

在一个实施例中，步骤S4之后还包括：

步骤S5，将T1依次变更成为T2，T3，T4，……，Tn，重复步骤S3至S4，被校准温度测量设备3的测量温度依次为T1ˊ，T2ˊ，T3ˊ，T4ˊ，……，Tnˊ，计算被校准温度测量设备3的实际温度依次为T2″，T3″，T4″，……，Tn″，以校准被校准温度测量设备3在多个温度点下的精度。

在一个实施例中，所述第一标准温度传感器21为热电阻。

在一个实施例中，所述均热块12的第一测温孔131和/或第二测温孔132的深度与被校准温度测量设备3的长度接近。

具体的，第一测温孔131和/或第二测温孔132的深度可以设置为等于或者小于被校准温度测量设备3的长度。

在一个实施例中，第一标准温度传感器21依次通过第一测量模块41、控制模块5电连接到干体温度校验仪1的控温元件16形成闭环温度反馈控制回路。

在一个实施例中，第一测量模块41和控制模块5集成为一测量控制模块。

在一个实施例中，在所述步骤S1中，获取温度场模型库的方法包括以下步骤：

步骤S11，将第一标准温度传感器21和第二标准温度传感器22的探头分别插入干体温度校验仪1的均热块12的第一测温孔131和第二测温孔132内；将第一标准温度传感器21的温度控制在T1，第二标准温度传感器22的测量温度为T1″ˊ，计算ΔT1＝T1″ˊ-T1；

步骤S12，改变T1的值为T2、T3、T4……Tn，并重复步骤S11，测定在不同温度下的温差值ΔT2、ΔT3、ΔT4……ΔTn，并建立针对该均热块12的温度场模型并存储。

在一个实施例中，步骤S12之后还包括：

步骤S13，将干体温度校验仪1内的均热块12依次更换其它不同型号的均热块，重复步骤S11至S12，测定该干体温度校验仪1的多个指定均热块12的温度场模型，建立适用于干体温度校验仪1的多个均热块12的温度场模型库并存储。

在一个实施例中，被校准温测量设备3和第二标准温度传感器22电连接至第二测量模块42。

在一个实施例中，所述均热块12的测温孔的孔深小于均热块高度的2/3。

本实施例的利用干体温度校验仪校准短支温度测量设备的方法，获取第一测温孔特定温度时，第一测温孔与第二测温孔的温度差，应用该温度差校准第一测温孔同样为特定温度时，第二测温孔的短支温度测量设备测得的温度值，从而更精确的校准短支温度测量设备测得的温度值。

实施例二

图2所示的实施例中提到的短支的被校准温度测量设备3，为具有温度检测功能的元件或设备，包括但不限于热电阻、热电偶、温度开关、温度变送器等。

该实施例提供一种利用干体温度校验仪校准短支温度测量设备的方法，以解决现有技术无法精确校准短支温度测量设备的缺陷，如图2所示，包括以下步骤：

步骤S1，获取干体温度校验仪1的温度场模型库，并存储在该干体温度校验仪1的存储器内；

步骤S2，将第一标准温度传感器21和被校准温度测量设备3的探头分别插入到干体温度校验仪1的指定均热块12的第一测温孔131和第二测温孔132内，将第一标准温度传感器21的温度控制在T1，获取被校准温度测量设备3的测量温度T1ˊ；

步骤S3，根据干体温度校验仪1内存储的温度场模型库，获取该指定均热块12在温度T1下的温差值ΔT1，ΔT1为插入第一标准温度传感器21的探头的第一测温孔131和放置被校准温度测量设备3的探头的第二测温孔132之间的温差值；

步骤S4，计算被校准温度测量设备3的实际温度T1″＝T1+ΔT1，其中，将T1″和T1ˊ进行比较以校准单个温度点下被校准温度测量设备3的精度；以及

步骤S5，将T1依次变更成为T2，T3，T4，……，Tn，重复步骤S2至S4，被校准温度测量设备3的测量温度依次为T1ˊ，T2ˊ，T3ˊ，T4ˊ，……，Tnˊ，计算被校准温度测量设备3的实际温度依次为T2″，T3″，T4″，……，Tn″，以校准被校准温度测量设备3在多个温度点下的精度。

在上述步骤S2中，第一标准温度传感器21和被校准温度测量设备3均可以为热电偶或热电阻，并且第一标准温度传感器21和被校准温度测量设备3均为短支温度测量设备。根据第一标准温度传感器21和被校准温度测量设备3的具体长度选择均热块12的型号，优选地，选择测温孔的深度与被校准温度测量设备3的长度最接近的均热块12。由于第一标准温度传感器21和被校准温度测量设备3均为短支温度测量设备且均热块12的测温孔13的深度较浅，因此该均热块12内的水平温度场不均匀，两个的测温孔内的实际温度存在温差ΔT。

将第一标准温度传感器21依次通过第一测量模块41、控制模块5电连接到干体温度校验仪1的控温元件16，形成闭环温度反馈控制回路。第一测量模块41用于测量第一标准温度传感器21的探头温度(即，第一测温孔131内的温度)，控制模块5的输出信号输送至干体温度校验仪1的控温元件16，控制干体温度校验仪1的温控元件输出的功率大小，进而控制该干体温度校验仪1的第一测温孔131内的温度。控制模块5根据第一测量模块41测量得到的温度结果，生成控制干体温度校验仪1的加热功率信号，使得第一标准温度传感器21的温度被控制在设定值，即T1。

第一测量模块41和控制模块5可以是独立的模块，也可以集成为一个测量控制模块。

被校准温度测量设备3与第二测量模块42电连接，第二测量模块42测量被校准温度测量设备3的探头温度为T1ˊ，即第二测温孔132内的温度。

在步骤S1中，获取温度场模型库的方法包括以下步骤(参照图3)：

步骤S11，将第一标准温度传感器21和第二标准温度传感器22的探头分别插入干体温度校验仪1的均热块12的第一测温孔131和第二测温孔132内；将第一标准温度传感器21的温度控制在T1，第二标准温度传感器22的测量温度为T1″ˊ，计算ΔT1＝T1″ˊ-T1；

步骤S12，改变T1的值为T2、T3、T4……Tn，并重复步骤S11，测定在不同温度下的温差值ΔT2、ΔT3、ΔT4……ΔTn，并建立针对该干体温度校验仪1的均热块12的温度场模型；

步骤S13，将干体温度校验仪1内的均热块12依次更换其它不同型号的均热块，重复步骤S11至S12，测定该干体温度校验仪1的多个不同型号的均热块12的温度场模型，进而建立适用于干体温度校验仪1的多个均热块12的温度场模型库。

在步骤S11中，第一标准温度传感器21和第二标准温度传感器22均可以为热电偶或热电阻。

在步骤S13中，不同型号的均热块12的测温孔的孔深不同，例如孔深的范围可以为4毫米至50毫米，具体地可以为4毫米、6毫米、8毫米、10毫米或者50毫米。

本发明提供的利用干体温度校验仪校准短支温度传感器的方法具有以下有益效果：

(1)计算放置被校准温度测量设备和放置标准温度传感器的两个测温孔之间的温差，从而精确计算被校准温度测量设备的实际温度，进而精确校准被校准温度测量设备的精度；

(2)建立适用于干体温度校验仪1的单个均热块12的温度场模型，以及建立适用于干体温度校验仪1的多个均热块12的温度场模型库，从而快速计算被校准温度测量设备的实际温度和快速校准被校准温度测量设备的精度，应用范围广，校准效率和精度高，适用于各种短支温度测量设备的校准。

本发明实施例通过计算分别放置被校准温度测量设备探头和标准温度传感器探头的两个测温孔的温差，建立适用于干体温度校验仪的多个均热块的温度场模型库，实现快速计算被校准温度测量设备的实际温度和快速校准被校准温度测量设备的精度。本发明实施例方法应用范围广，校准效率和精度高，适用于各种短支温度测量设备的校准。

本领域技术人员应当理解，这些实施例或实施方式仅用于说明本发明而不限制本发明，对本发明所做的各种等价变型和修改均属于本发明公开内容。

Claims (10)

1.一种利用干体温度校验仪校准短支温度测量设备的方法，用于校准短支的被校准温度测量设备(3)，所述干体温度校验仪(1)的炉体内置有均热块(12)，均热块(12)内设置有两个测温孔，分别为第一测温孔(131)和第二测温孔(132)，其特征在于，包括以下步骤：

步骤S1，获取指定均热块(12)的温度场模型库，并存储在该干体温度校验仪(1)的存储器内；

步骤S2，将第一标准温度传感器(21)和被校准温度测量设备(3)的探头分别插入到干体温度校验仪(1)的指定均热块(12)的第一测温孔(131)和第二测温孔(132)内，将第一标准温度传感器(21)的温度控制在T1，获取被校准温度测量设备(3)的测量温度T1ˊ；

步骤S3，根据干体温度校验仪(1)内存储的温度场模型库，获取所述指定均热块(12)在温度T1下的温差值ΔT1，ΔT1为放置第一标准温度传感器(21)探头的第一测温孔(131)和放置被校准温度测量设备(3)探头的第二测温孔(132)的温差值；

步骤S4，计算被校准温度测量设备(3)的实际温度T1ˊˊ，其中，T1ˊˊ＝T1+ΔT1，将T1ˊˊ和T1ˊ进行比较以校准单个温度点下被校准温度测量设备(3)的精度。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤S4之后还包括：

步骤S5，将T1依次变更成为T2，T3，T4，……，Tn，重复步骤S3至S4，被校准温度测量设备(3)的测量温度依次为T2ˊ，T3ˊ，T4ˊ，……，Tnˊ，计算被校准温度测量设备(3)的实际温度依次为T2ˊˊ，T3ˊˊ，T4ˊˊ，……，Tnˊˊ，以校准被校准温度测量设备(3)在多个温度点下的精度。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述第一标准温度传感器(21)为热电阻。

4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述均热块(12)的第一测温孔(131)和/或第二测温孔(132)的深度与被校准温度测量设备(3)的长度接近。

5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，第一标准温度传感器(21)依次通过第一测量模块(41)、控制模块(5)电连接到干体温度校验仪(1)的控温元件(16)形成闭环温度反馈控制回路。

6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，第一测量模块(41)和控制模块(5)集成为一测量控制模块。

7.根据权利要求1至6任一项所述的方法，其特征在于，在所述步骤S1中，获取温度场模型库的方法包括以下步骤：

步骤S11，将第一标准温度传感器(21)和第二标准温度传感器(22)的探头分别插入干体温度校验仪(1)的均热块(12)的第一测温孔(131)和第二测温孔(132)内；将第一标准温度传感器(21)的温度控制在温度值T1，第二标准温度传感器(22)的测量温度值为T1ˊˊˊ，计算ΔT1＝T1ˊˊˊ-T1；

步骤S12，改变T1的值为T2、T3、T4、……、Tn，并重复步骤S11，测定在不同温度下的温差值ΔT2、ΔT3、ΔT4、……、ΔTn，并建立针对该均热块(12)的温度场模型并存储。

8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，所述步骤S12之后还包括：

步骤S13，将干体温度校验仪(1)内的均热块(12)依次更换其它不同型号的均热块，重复步骤S11至S12，测定该干体温度校验仪(1)的多个指定均热块(12)的温度场模型，建立适用于干体温度校验仪(1)的多个均热块(12)的温度场模型库并存储。

9.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，被校准温度测量设备(3)和第二标准温度传感器(22)电连接至第二测量模块(42)。

10.根据权利要求1至6任一项所述的方法，其特征在于，所述均热块(12)的测温孔的孔深小于所述均热块(12)高度的2/3。

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