CN110763372A - 一种测量ntc温度传感器的电阻-温度关系的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明属于传感器精度测量技术领域，具体提供了一种测量NTC温度传感器的电阻‑温度关系的方法，先放入多个标样，控制恒温介质控制器输出所述温度点集中的各温度点处的恒温环境，采集并存储所有标样在同一个温度点处分别对应的各自的标准阻值；然后将待测样品及标样一起绑定放入所述恒温介质控制器输出的恒温环境中，按照设定测试温度点，将实测的各标样的实测阻值与对应的标准阻值进行对比；当判断实测温度值稳定且精确时，开始采集所述待测样品的阻值，输出所述待测样品的电阻‑温度关系曲线。在较短时间内扫描完待测样品并将数据保存到Excel表格中，节省人员操作流程。判定温度是否稳定由固定的逻辑判断，使测试数据保持较好的一致性。
Description
技术领域
本发明属于传感器精度测量技术领域，具体涉及一种测量NTC温度传感器的电阻-温度关系的方法。
背景技术
NTC传感器的R-T特性作为非常重要的关键特性参数，直接反应NTC传感器性能，可用于确定传感器适用范围以及灵敏度，必须较高精度的测试其结果。
之前老旧的测试方式是需要根据标样阻值，手动调节温度点，再等待人为判断温度稳定后将表笔切换到待测样品上获取阻值并记录。每个温度点以及每单支样品测试具有高度重复性和单一性。据不完全统计2018年一共测试1467个温度点，每个温度点手动测试约30分钟，每年需要消耗大量人力在这方面，导致效率低下，产能优化亟待提高。
发明内容
本发明的目的是克服现有技术中NTC传感器精度测量效率低的问题。
为此，本发明提供了一种测量NTC温度传感器的电阻-温度关系的方法，包括：
S1：根据温度范围以及间隔温度计算需要测试的温度点集；
S2：放入多个标样，控制恒温介质控制器输出所述温度点集中的各温度点处的恒温环境，采集并存储所有标样在同一个温度点处分别对应的各自的标准阻值；
S3：将待测样品及标样一起绑定放入所述恒温介质控制器输出的恒温环境中，并设定至待测样品所需测试温度点，获取该测试温度点下的各标样的阻值，将实测的各标样的实测阻值与该测试温度对应的标准阻值进行对比；
S4：当判断实测阻值与标准阻值在预设范围内波动，且温度稳定时，说明采样时机成熟，开始采集此时的温度及所述待测样品的阻值；
S5：输出所述待测样品的电阻-温度关系曲线。
优选地，所述步骤S2具体包括：通过水晶温度计采集恒温环境下的实际温度，通过万用表采集各标样的标准阻值，并存储实际温度下对应的各标样的标准阻值。
优选地，，所述步骤S1具体包括：根据不同温区范围以及温度间隔，设定需要获取数据的温度参数，并自动在设定好的温度点处采集对应的阻值。
优选地，所述标样为通过测试检验合格后的NTC温度传感器，且多个标样型号相同，封装形式不同。
优选地，所述步骤S2具体包括：每间隔1.5秒读取一次标样温度值，连续读取15组数据组成一列数组，求该数组的平均值以及方差，若所有标样的方差小于平均值的0.005％视为温度稳定。
优选地，分别取两个所述标样的连续的10个阻值数据分别组成两列数组，若两列数组的方差同时满足平均值的0.005％内的波动，则判断此时的温度为精确状态，说明采样时机成熟。
优选地，所述步骤S5具体包括：多次重复测试不同稳定状态的温度点处的待测样品的阻值，生成电阻-温度关系曲线。
本发明的有益效果：本发明提供的这种测量NTC温度传感器的电阻-温度关系的方法，先放入多个标样，控制恒温介质控制器输出所述温度点集中的各温度点处的恒温环境，采集并存储所有标样在同一个温度点处分别对应的各自的标准阻值；然后将待测样品及标样一起绑定放入所述恒温介质控制器输出的恒温环境中，按照设定测试温度点，将实测的各标样的实测阻值与对应的标准阻值进行对比；当判断实测温度值稳定且精确时，开始采集所述待测样品的阻值，输出所述待测样品的电阻-温度关系曲线。根据情况可微小调节正负偏差，等待温度稳定，在较短时间内扫描完待测样品并将数据保存到Excel表格中，节省人员操作流程。判定温度是否稳定由固定的逻辑判断，减少人为判断偶然误差，使测试数据保持较好的一致性本方案，可自动调控，并可实现多通道同时测量，提高了测试效率，测试过程中无需人为操作，减少人员操作导致的偶然误差，而且节约人力资源。利用程序自动控制响应速度更高，提高了测试精度，另外输出数据以报告形式输出，方便后期处理。
以下将结合附图对本发明做进一步详细说明。
附图说明
图1是本发明测量NTC温度传感器的电阻-温度关系的方法的流程示意图。
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，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。
在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征；在本发明的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。
本发明实施例提供了一种测量NTC温度传感器的电阻-温度关系的方法，包括：
S1：根据温度范围以及间隔温度计算需要测试的温度点集；
S2：放入多个标样，控制恒温介质控制器输出所述温度点集中的各温度点处的恒温环境，采集并存储所有标样在同一个温度点处分别对应的各自的标准阻值；
S3：将待测样品及标样一起绑定放入所述恒温介质控制器输出的恒温环境中，并设定至待测样品所需测试温度点，获取该测试温度点下的各标样的阻值，将实测的各标样的实测阻值与对应的标准阻值进行对比；
S4：当判断实测阻值与标准阻值在预设范围内波动，且温度稳定时，说明采样时机成熟，开始采集此时的温度及所述待测样品的阻值；
S5：输出所述待测样品的电阻-温度关系曲线。
如图1所示，大致包括两个过程，首先第一步为获取标样温度-阻值曲线表：先将多个标样放入密闭系统内，一般选取两个标样就行，标样即为经过测试正常且制造精度较高的标准NTC温度传感器，通过恒温介质控制器设定温度顺序制造稳定恒温环境，然后在每个温度点通过万用表测试上述标准NTC温度传感器的对应阻值，并通过数据采集模块采集实时温度及万用表阻值。其中温度采集可以用温度传感器进行采集，如水晶温度计。最后得到不同温度点对应的阻值形成一个标样表格进行输出。然后第二步根据参考比对在温度稳定且精确时测量待测样品的温度-阻值曲线：将待测样品与标样绑定一起放入恒温环境中，设定所需测试温度值，通过查寻标样表格读取该温度点处各标样的对应的标准阻值，并实时测量各标样的阻值，将实测阻值与标准阻值进行对比分析，如果实测的阻值在曲线表的波动范围内，则说明此时的调控温度趋于稳定。下一步再进一步确定该温度值是不是需要测试的温度准确值，通过温度传感器实时进行检测当前的实际温度，将该实测温度值与设定温度值进行比对，若温度准确或者波动范围在合理范围内。这时，说明采样时机成熟，通过高速数据采集模块获取样品数据，样品数据包括该标样的电阻-温度关系曲线，最后通过一定的比例换算逻辑计算后输出支管的结果，数据记录结果全部自动保存到Excel表格中。
优选的方案，所述步骤S2具体包括：通过水晶温度计采集恒温环境下的实际温度，通过万用表采集各标样的标准阻值，并存储实际温度下对应的各标样的标准阻值。在标样的数据采集中，通过万用表分别来检测每个标样的阻值。
优选的方案，所述数据采集模块用于根据不同温区范围以及温度间隔，设定需要获取数据的温度参数，并自动在设定好的温度点处采集对应的阻值。设定好温度参数以及标样数量，恒温控制系统设定好温度点后，自动设置温度，并且根实际据情况可微小调节正负偏差，等待温度稳定，高速采集的数据采集系统找准开始采集数据时机，在较短时间内交替扫描待测样品和标样，获取待测样品和标样数据，然后根据中值比列换算逻辑输出最终结果，并自动将数据记录全部保存到Excel表格中。
优选的方案，所述标样为通过测试检验合格后的NTC温度传感器，且多个标样型号相同，封装形式不同。在标样的选取中，一般选取两个或两个以上的已经检验是精确的NTC温度传感器作为标样，两个NTC温度传感器参数一样，只是封装形式不同，即时间常数不同，通过将两个NTC温度传感器同时放入恒温介质控制器输出的恒温环境中，采集两个NTC温度传感器的阻值，形成各自的阻值参考表。然后再进行待测样品选取温度测试点，并进行判断，当分别检测到两只标样阻值都在对应的附近标准值小范围波动时，此时可认为当前温度稳定在所需温度点，此时才是数据采集的成熟时机。也可以是选取更多的NTC温度传感器个数，然后测量阻值取中值即可。
优选的方案，所述步骤S2具体包括：每间隔1.5秒读取一次标样温度值，连续读取15组数据组成一列数组，求该数组的平均值以及方差，若所有标样的方差小于平均值的0.005％视为温度稳定。由此可知，第一过程为取得双标样的温度对应的标准阻值表，包括根据温度范围以及间隔温度计算需要测试的温度点，恒温介质控制设备按照设定温度顺序制造稳定恒温环境。稳定的恒温环境靠系统程序自动调控，温度准确度由经过仪器校验中心校准过的水晶温度计直接读取，并将温度数据传送给测试系统，测试系统每间隔1.5秒读取一次每个标样的温度值，连续读取15组数据组成一列数组，求该数组的平均值以及方差，若方差小于平均值的0.005％视为温度稳定，那么可以采集所有标样的温度值并取中值作为此时温度实测值。
优选的方案，分别取两个所述标样的连续的10个阻值数据分别组成两列数组，若两列数组的方差同时满足平均值的0.005％内的波动，则判断此时的温度为精确状态，说明采样时机成熟。由此可知，第二过程为根据标样的阻值来确定待测样品的数据采集时机，让数据采集系统不停的采集标样的阻值，间隔1.6秒采集一次，分别取两个标样的连续的10个数据分别组成两列数组，若两列数组的方差同时满足平均值的0.005％波动，视为时机成熟，立即交替采集标样和待测样品的阻值，经过比例运算算法，输出结果并保存在表格中。
优选的方案，所述步骤S5具体包括：多次重复测试不同稳定状态的温度点处的待测样品的阻值，生成电阻-温度关系曲线。重复上述步骤，每次设定不同温度来得到待测样品的阻值，便可以绘制电阻-温度关系曲线。
该系统的具体工作原理包括两个过程，具体如下：
第一过程：制定标准表。将两个标准NTC传感器即标样放入测试系统中，根据温度范围以及间隔温度计算需要测试的温度点，恒温介质控制设备按照设定温度顺序制造稳定恒温环境，在每个温度点测量各个标样的阻值，将各自的温度-阻值对应制成标样温度-阻值曲线表存储，以此作为后续实测时的参考标准。
第二过程：开始实测。将待测样品与标样一起放入恒温环境中，设定所需测试温度点参数值，根据温度值来查询标样温度-阻值曲线表得到标样此时的阻值，以此判断和调控当前温度设定值是否稳定，即实时监测该温度下的标样的实际温度值，看所有标样的温度实测值是否在的设定可接受的精度范围内波动，若在，则说明温度是稳定的，若不在，说明不稳定，则继续测量阻值直至温度。当温度稳定后，根据双标样的阻值判定当前温度是否准确，即通过当前的稳定温度值表来反向获取标样的阻值，分别取两个所述标样的连续的10个阻值数据分别组成两列数组，若两列数组的方差同时满足平均值的0.005％内的波动，则判断此时的温度为精确状态，说明采样时机成熟，然后通过数据采集模块进行采集此时的温度及阻值并输出即可。
本发明的有益效果：本发明提供的这种测量NTC温度传感器的电阻-温度关系的方法，先放入多个标样，控制恒温介质控制器输出所述温度点集中的各温度点处的恒温环境，采集并存储所有标样在同一个温度点处分别对应的各自的标准阻值；然后将待测样品及标样一起绑定放入所述恒温介质控制器输出的恒温环境中，按照设定测试温度点，将实测的各标样的实测阻值与对应的标准阻值进行对比；当判断实测温度值稳定且精确时，开始采集所述待测样品的阻值，输出所述待测样品的电阻-温度关系曲线。根据情况可微小调节正负偏差，等待温度稳定，在较短时间内扫描完待测样品并将数据保存到Excel表格中，节省人员操作流程。判定温度是否稳定由固定的逻辑判断，减少人为判断偶然误差，使测试数据保持较好的一致性本方案，可自动调控，并可实现多通道同时测量，提高了测试效率，测试过程中无需人为操作，减少人员操作导致的偶然误差，而且节约人力资源。利用程序自动控制响应速度更高，提高了测试精度，另外输出数据以报告形式输出，方便后期处理。
以上例举仅仅是对本发明的举例说明，并不构成对本发明的保护范围的限制，凡是与本发明相同或相似的设计均属于本发明的保护范围之内。
Claims (7)
1.一种测量NTC温度传感器的电阻-温度关系的方法，其特征在于，包括：
S1：根据温度范围以及间隔温度计算需要测试的温度点集；
S2：放入多个标样，控制恒温介质控制器输出所述温度点集中的各温度点处的恒温环境，采集并存储所有标样在同一个温度点处分别对应的各自的标准阻值；
S3：将待测样品及标样一起绑定放入所述恒温介质控制器输出的恒温环境中，并设定至待测样品所需测试温度点，获取该测试温度点下的各标样的阻值，将实测的各标样的实测阻值与该测试温度对应的标准阻值进行对比；
S4：当判断实测阻值与标准阻值在预设范围内波动，且温度稳定时，说明采样时机成熟，开始采集此时的温度及所述待测样品的阻值；
S5：输出所述待测样品的电阻-温度关系曲线。
2.根据权利要求1所述的测量NTC温度传感器的电阻-温度关系的方法，其特征在于，所述步骤S2具体包括：通过水晶温度计采集恒温环境下的实际温度，通过万用表采集各标样的标准阻值，并存储实际温度下对应的各标样的标准阻值。
3.根据权利要求1所述的测量NTC温度传感器的电阻-温度关系的方法，其特征在于，所述步骤S1具体包括：根据不同温区范围以及温度间隔，设定需要获取数据的温度参数，并自动在设定好的温度点处采集对应的阻值。
4.根据权利要求1所述的测量NTC温度传感器的电阻-温度关系的方法，其特征在于：所述标样为通过测试检验合格后的NTC温度传感器，且多个标样型号相同，封装形式不同。
5.根据权利要求1所述的测量NTC温度传感器的电阻-温度关系的方法，其特征在于，所述步骤S2具体包括：每间隔1.5秒读取一次标样温度值，连续读取15组数据组成一列数组，求该数组的平均值以及方差，若所有标样的方差小于平均值的0.005％视为温度稳定。
6.根据权利要求1所述的测量NTC温度传感器的电阻-温度关系的方法，其特征在于：分别取两个所述标样的连续的10个阻值数据分别组成两列数组，若两列数组的方差同时满足平均值的0.005％内的波动，则判断此时的温度为精确状态，说明采样时机成熟。
7.根据权利要求1所述的测量NTC温度传感器的电阻-温度关系的方法，其特征在于，所述步骤S5具体包括：多次重复测试不同稳定状态的温度点处的待测样品的阻值，生成电阻-温度关系曲线。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication | ||
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Application publication date: 20200207 |