CN116182926A - 现场检测装置以及时钟检测方法 - Google Patents
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Abstract
本申请给出了一种现场检测装置以及时钟检测方法,包括,第一频率发生模块,用于产生第一频率信号;频率校准模块,用于存储频率校准数据;第二频率发生模块,用于根据频率校准数据对第一频率信号进行处理,发生第二频率信号;计时模块,用于记录第二频率信号的第二频数,根据第二频率值和第二频数产生计时信息;测量采集通道,用于获取检测物理量的测量信息;测量控制模块根据计时信息周期性地从测量采集通道获取测量信息。本申请将第一频率发生模块产生的不可检测的第一频率信号转换为可以检测的、由频率校准数据调整后的第二频率信号,使得计时模块可以获取到表达频率稳定可靠的频率信号,提高计时的准确度和可靠性。
Description
技术领域
本申请涉及检测计量的技术领域,具体来说是一种现场检测装置,以及对该现场检测装置的时钟进行检测的方法。
背景技术
量值传递在检测计量工作中具有非常重要的意义,一般来说,国家或者国际计量组织设定最高标准器,最高标准器通过量值传递过程去统一各级计量标准器,各级计量标准器再去统一工作用测量仪器仪表,最终实现量值的准确一致。现场检测装置,可以作为前述的各级计量标准器中的一部分来使用,现场检测装置对测量仪表进行的检定、校准、测试、调校等检测工作,也就是前述的统一工作用测量仪器仪表的过程,同样的,为了保证现场检测装置的可信度和可靠性,需要通过必要的检测过程来进行量值传递。
对于一般的现场检测装置来说,由于其普遍关注的是检测物理量,例如压力、温度、湿度、流量和过程信号等,时钟信号的精确度并没有被考虑到量值传递的范围中来,这种情况在进行瞬时物理量的测量时是没有问题的,但在一些情况下可能影响检测的可靠性或者可信度,例如,在进行开关型仪表的检测时,时钟信号可能对不确定度的评定造成影响,在进行累积物理量的检测时,时钟信号可能对结果的精确度造成影响。发明人在实现本申请的过程中发现,现有技术中,对于并不是专门作为标准时钟来使用的现场检测装置来说,时钟信号的检测和量值传递相关技术处于空白。
发明内容
要解决的技术问题:如何对现场检测装置中的时钟信号进行量值传递和检测。
为了解决现有技术中存在的问题,本申请给出了一种现场检测装置以及时钟检测方法。
一种现场检测装置,包括,
第一频率发生模块,所述第一频率发生模块用于产生第一频率信号,所述第一频率信号满足第一频率准确度;
频率校准模块,所述频率校准模块用于存储频率校准数据,所述频率校准数据至少基于标准频率信号产生,所述标准频率信号满足标准频率准确度;
第二频率发生模块,所述第二频率发生模块用于根据所述频率校准数据对所述第一频率信号进行处理,发生第二频率信号,使,所述第二频率信号满足第二频率准确度,所述第二频率准确度大于所述标准频率准确度,且小于所述第一频率准确度;
计时模块,所述计时模块用于记录所述第二频率信号的第二频数,根据第二频率值和所述第二频数产生计时信息,所述第二频率值为所述第二频率信号的设定频率值;
测量采集通道,所述测量采集通道用于获取检测物理量的测量信息,所述检测物理量为压力、温度、湿度、流量和过程信号中的至少一种;
测量控制模块,工作状态下,所述测量控制模块根据所述计时信息周期性地从所述测量采集通道获取所述测量信息。
优选的,所述第二频率发生模块包括信号触发器和频波发生电路,所述频率校准模块用于对所述信号触发器进行配置,确定所述信号触发器的触发阈值;
高精计时模式下,所述信号触发器从所述第一频率发生模块获取所述第一频率信号,根据所述第一频率信号和所述触发阈值进行比对,当所述第一频率信号到达所述触发阈值时,所述信号触发器向所述频波发生电路发出频波触发信号,所述频波发生电路对发出的电信号进行高低电平翻转,产生方波频率信号,所述方波频率信号用于发生所述第二频率信号,且满足所述第二频率准确度。
优选的,第一频率发生模块包括初始频率模块和第一倍频电路,所述初始频率模块产生初始频率信号,所述第一倍频电路对所述初始频率信号进行倍频处理,产生所述第一频率信号,所述初始频率信号满足所述满足第一频率准确度。
优选的,所述第二频率发生模块还包括第二倍频电路,所述第二倍频电路对所述方波频率信号进行倍频处理,产生所述第二频率信号。
优选的,所述频率校准数据包括和第一工作温度相对应的第一频率校准数据,和第二工作温度相对应的第二频率校准数据,所述频率校准模块被配置为获取当前温度信息,若所述当前温度信息达到所述第一工作温度,所述频率校准模块配置所述信号触发器为第一触发阈值,所述第一触发阈值和所述第一频率校准数据相对应。
优选的,还包括溯源数据模块;
所述频率校准模块存储所述频率校准数据,所述溯源数据模块存储与所述频率校准数据相对应的所述校准溯源数据;
所述校准溯源数据包括对应于所述第二频率信号的第二频率信息,以及对应于所述标准频率信号的标准频率信息,所述第二频率信息和所述标准频率信息对应于相同的采集时长。
优选的,还包括溯源控制模块,所述溯源控制模块被配置为,在所述频率校准模块获取所述频率校准数据后,控制所述溯源数据模块获取所述校准溯源数据;所述校准溯源数据还包括标准频率设备的信息,所述标准频率设备用于产生所述标准频率信号。
优选的,还包括标频采集通道和校准控制模块,所述标频采集通道用于获取所述标准频率信号;
频率检测模式下,所述校准控制模块获取所述标准频率信号,同时进行地,获取所述第二频率信号;
所述校准控制模块计算所述第二频率信号和所述标准频率信号之间的实测频率偏差,判断所述实测频率偏差是否满足所述第二频率准确度;
若所述实测频率偏差满足所述第二频率准确度,存储所述第三频率信号和所述标准频率信号作为所述校准溯源数据。
优选的,还包括,输出控制模块和频率输出通道;所述输出控制模块用于根据所述第二频率信号产生第三频率信号,所述第三频率信号满足所述第二频率准确度;所述频率输出通道用于输出所述第三频率信号。
优选的,频率检测模式下,所述输出控制模块通过所述频率输出通道输出所述第三频率信号,所述第三频率信号用于和所述标准频率信号进行实测频率偏差的计算,并判断所述实测频率偏差是否满足所述第二频率准确度,若所述实测频率偏差满足所述第二频率准确度,根据所述第三频率信号产生所述第二频率信息,根据所述标准频率信号产生所述标准频率信息。
优选的,所述现场检测装置用于检测流量,所述测量控制模块还包括,根据所述时钟信息周期性地获取瞬时流量值,根据至少两个所述时钟信息确定累积时长,根据所述瞬时流量值和所述累积时长计算累积流量值。
优选的,所述测量采集通道包括至少一个压力测量模块,所述压力测量模块至少用于差压式测量流量,所述的根据所述时钟信息周期性地获取瞬时流量值,包括,根据所述时钟信息周期性地从所述压力测量模块获取压力测量值,根据所述压力测量值计算所述瞬时流量值。
一种现场检测装置的时钟检测方法,用于对前述的现场检测装置及其优选方案进行检测,包括,
控制所述现场检测装置的第二频率发生模块产生第二频率信号;
控制标准频率设备产生标准频率信号;
同时进行的,采集所述第二频率信号的第二频数,采集所述标准频率信号的标准频数;
根据所述标准频率信号的标准频率、所述标准频数以及所述第二频数,计算所述第二频率信号的实测频率值
根据所述第二频率信号的设定频率值和所述实测频率值,计算实测频率偏差;
判断所述实测频率偏差是否满足第二频率准确度,包括,根据所述第二频率准确度确定允许频率偏差,判断所述实测频率偏差和所述允许频率偏差之间的大小关系,若所述检测频率偏差小于等于所述允许频率偏差,存储所述第二频数、所述标准频数、所述标准频率和所述标准频率设备的信息作为校准溯源数据。
有益效果:
通过频率校准模块和第二频率发生模块的配合,将第一频率发生模块产生的不可检测的第一频率信号转换为可以检测的、由频率校准数据调整后的第二频率信号,从而使得计时模块可以获取到表达频率稳定可靠的频率信号,提高计时的准确度和可靠性,同时使现场检测装置的计时系统可以被方便地检测,以及可靠地量值传递。
附图说明
图1为示例的现场检测装置的连接示意图。
图2为示例的现场检测装置的连接示意图。
图3为示例的现场检测装置的工作流程图。
图4为示例的现场检测装置的连接示意图。
图5为示例的现场检测装置的检测流程图。
附图标记:
100、主控电路板,110、第一频率发生模块,111、初始频率模块,112、第一倍频电路,120、第二频率发生模块,121、信号触发器,122、频波发生电路,123、第二倍频电路,130、频率校准模块,140、计时模块,150、测量控制模块,160、校准控制模块,170、溯源控制模块,180、溯源数据模块,190、输出控制模块,200、测量采集通道,210、标频采集通道,220、频率输出通道,300、电池模块,400、温度测量模块。
具体实施方式
以下基于实施例对本申请的技术方案进行描述,但是本申请的技术方案并不仅仅限于这些实施例,在下文对技术方案的细节描述中,详尽描述了一些特定的细节部分,需要理解的是,这些细节部分并非是对本申请保护范围的限制,对本领域技术人员来说,没有这些细节部分的描述也可以完全理解本申请,还可以理解得到这些细节部分基于现有技术的非创造性变形、显而易见的变化、惯用技术手段的替代等。
本实施例的描述中,除非有明确声明或者本领域技术人员根据相关表示可毫无意义确定的:“包括”一词不排除其他单元或步骤;单数不排除复数;“第一XX”、“第二XX”等表述并非表示限定数量或者选定顺序,如果实施例中没有明确说明,则“第一XX”和“第二XX”可以是一个对象,也可以是至少两个不同的对象,即包括两套可能的技术方案,本领域技术人员可以理解的,如果第一、第二等个体只有相互独立才能解决技术问题,则方案中的第一、第二等表示不同的具体实体,如果第一、第二等个体中部分或者全部可以作为一个具体实体,且同样能解决技术问题,则本实施例所描述的方案中包括这种情况,也应当属于本申请旨在保护的范围内;多个结构、部件、单元在可实现的情况下可以是一体实现的,单个结构、部件、单元在可实现的情况下可以由多个具体实体实现。
本实施例给出了主要的可行方案,以及主要可行方案的改进方案,可以理解的,主要可行方案可以独立解决技术问题,结合改进方案可以更好地解决技术问题或者解决新的技术问题,一些改进方案之间的结合可以更好地解决技术问题或者解决新的技术问题,这些组合的可行方式都在本实施例所公开的内容范畴之内。
本实施例中,现场检测装置用于在现场对测量仪表进行检测,作为一种现场设备,需要考虑它的通讯、体积和应用成本。因此,现有技术中,现场检测装置一般采用晶振模块作为时钟信号源。晶振模块,又被称之为晶体振荡器,它的核心元件是石英晶体或者类似元件,在上电情况下,晶振模块会提供一个比较稳定的频率信号,通常会是方波或者正弦波,常见的晶振模块的振动频率包括32.768KHz、12MHz等。实际工作中,由于制造、封装等因素,即使同一批次的晶振模块也会存在一定的一致性差异,这一差异体现在晶振模块的实际振动频率可能会和标称频率(也就是前述给出的常见频率)之间存在频率偏差。对于晶振模块来说,在材质、结构等固定之后,晶振模块的振动频率也是固定,这一固定是指通过更改外部电信号等方式并不能可控地改变晶振模块的振动频率,也就是说,前述的频率偏差并不能通过对晶振模块进行修正来消除。
为了实现对现场检测装置的时钟信号进行检测,从而使检测后的时钟信号能够支持量值传递,本实施例提供了一种现场检测装置,该现场检测装置用于对测量仪表进行检测,所谓的测量仪表是用于对压力物理量、温度物理量、湿度物理量、流量物理量和过程物理量等工业物理量进行测量的仪表。
关于实测偏差、允许偏差和准确度的说明;实测偏差,用于描述被检对象实际的偏差情况,通常是为标准值和实测值之间差值,其中,标准值表示被测量的真值,实测值表示检测装置对被测量的实际测量值,如果检测点有多个,不同检测点对应的实测偏差可能不同;允许偏差,即被允许的偏差的极大值,一般是给定值或者是设定值,如果实测偏差小于等于允许偏差,则表明实测偏差处于“允许”的范围内,从而可以评价被检对象“合格”,反之,如果实测偏差大于允许误差,则表明实测偏差处于“不允许”的范围内,从而可以评价被检对象“不合格”;准确度,又可以成为精确度,用于描述允许偏差和量程的比例关系,如果实测偏差小于等于允许偏差,则可以认为被检对象满足相应的准确度,反之,如果实测偏差大于允许误差,则表明被检对象不满足相应的准确度。对于频率信号来说,通常可以用频数来表达实测偏差、允许偏差和准确度,例如进行一定时长T的频数采集,可以得到实测频数N1,同时,预设的,可以有准确度d以及频率设定值f,则T×f得到对应时长T的标称频数值N2,标称频数值和实测频数之差(N2-N1)即为实测频数偏差,对应的,准确度和标称频数值至积N2×d即为允许频数偏差,可以发现,对于频率信号来说,准确度是确定数值,实测偏差和允许误差可能根据采集类型和采样数量的不同而发生变化。
如图1所示,现场检测装置,包括第一频率发生模块110、频率校准模块130、第二频率发生模块120、计时模块140、测量采集通道200和测量控制模块150;一般的,第一频率发生模块110连接于第二频率发生模块120,第二频率发生模块120还连接于频率校准模块130以及计时模块140,计时模块140连接于测量控制模块150,测量控制模块150连接于测量采集通道200;一些情况下,测量控制模块150和频率校准模块130在硬件上可能是一体的,另一些情况下,第一频率发生模块110、频率校准模块130、第二频率发生模块120和计时模块140可能是被布置在同一个电路板或者其它类似元器件上。
一些情况下,现场检测装置可以包括一个主控电路板100以及电源模块300,电源模块300电连接于主控电路板100,通过主控电路板100为板上各元器件以及测量采集通道200供电,主控电路板100上还可能布置其它用于支持现场检测装置的元器件。
第一频率发生模块用于产生第一频率信号,第一频率信号满足第一频率准确度;频率校准模块,频率校准模块用于存储频率校准数据,频率校准数据至少基于标准频率信号产生,标准频率信号满足标准频率准确度;第二频率发生模块,用于根据频率校准数据对第一频率信号进行处理,发生第二频率信号,使,第二频率信号满足第二频率准确度,第二频率准确度低于标准频率准确度,且高于第一频率准确度。
第一频率发生模块可以包括晶振模块,也可以是其它现有技术中能够产生频率信号的模块,一般的,第一频率源可以具有以下特性,第一频率源所产生的第一频率信号较难进行受控的调整,从而使得,即使能够确定第一频率源所存在的频率偏差,也不能直接通过对第一频率源的设置消除该频率偏差。所谓的第一频率信号满足第一频率准确度是指,第一频率信号在之前得到过验证,在可信的情况下,如果对第一频率信号进行频数采集,那么在实测频数偏差应当小于等于由第一频率准确度计算得到的允许频数偏差。
可以理解的是,由于第一频率信号是由第一频率源的硬件属性确定的,一般情况下,如果不更换第一频率源就无法改变第一频率信号,即使知晓第一频率信号的偏差也不能对第一频率信号进行修正,为了使产生时钟信息的频率信号能够被检测,本实施例创新地给出了频率校准模块和第二频率发生模块,具体来说,本实施例中,用于为计时模块提供频率信号的有两个频率发生模块,即第一频率发生模块和第二频率发生模块,其中,第二频率发生模块可以包括频率信号发生电路或者类似的元器件,根据第二频率发生模块的具体实现形式不同,第二频率发生模块可以有两个信息输入端口,其中一个信息输入口是用于获取第一频率信号,第一频率信号是第二频率信号产生的基准,另一个信息输入口用于获取频率校准数据,频率校准数据在导入第二频率发生模块时可以是临时存储的,也可以是持续导入的,基于频率校准数据的导入,可以对第一频率信号进行补偿性质的转换,从而达到降低第二频率信号的频率偏差的目的;可以理解的是,作为频率发生模块,第二频率发生模块所产生第二频率信号是方波、正弦波或者三角波中的一种。
可以理解的是,初始的,第一频率信号满足第一频率准确度,此时,第一频率准确度是在不进行检测的情况下就能达到的频率准确度,在此基础上,由于频率校准数据在一定程度上对频率偏差进行了修正和补偿,因此,第二频率信号满足第二频率准确度,且第二频率准确度小于第一频率准确度,也就是说,第二频率信号所对应的频率偏差程度小于第一频率信号所对应的频率偏差程度,更进一步的,为了能够得到频率校准数据这样的信息,必然要对现场检测装置进行检测,检测过程中必然存在一个能够提供足够准确频率信号的设备,也就是标准频率设备,要想第二频率信号能够达到第二频率准确度这样一个准确度水平,则标准频率设备必然要比这个准确度水平还要更加准确,故标准频率准确度要小于第二频率准确度,即,标准频率信号所对应的频率偏差程度小于第二频率信号所对应的频率偏差程度。
进一步的,考虑到本实施例要解决的技术问题,标准频率设备、标准频率信号和标准频率准确度可以是有特定含义的,这个特定含义包括,标准频率设备应当是经过更高级别标准计量器具进行检测的频率设备,从而保证量程传递的可追溯性,对应的,标准频率准确度应当是在之前的、对标准频率设备进行检测的过程中所确定的信息,也就是说,标准频率准确度应当是具有足够可信度的,与上述理解对应的,标准频率信号应当是经过标准频率设备和标准频率准确度双重保证的。
计时模块,用于记录第二频率信号的第二频数,根据第二频率值和第二频数产生计时信息,第二频率值为第二频率信号的设定频率值。基于前述描述可知,第二频率信号在经过频率校准数据处理之后,具有足够的可信度,也就是说,第二频率信号的实际频率必然落在在以第二频率值为中心,以第二频率准确度为波动范围的区域内,也就确保了第二频率信号的足够稳定和足够可信,在此基础上,根据第二频率值和第二频数产生计时信息,即可得到足够可信、经过检测验证的计时信息。
测量采集通道,可以有一个或者多个,测量采集通道用于获取检测物理量的测量信息,检测物理量为压力、温度、湿度、流量和过程信号中的至少一种,一些情况下,测量采集通道可能包括一个或者多个通讯模块构成的,从而可以和检测物理量的测量模块进行信息传递,另一些情况下,测量采集通道还可能包括电信号处理模块,用于对获取到的测量信号进行转换,从而得到其中的测量信息,再一些情况下,测量采集通道可能包括检测物理量的测量模块,从而可以对检测物理量进行测量;测量控制模块,工作状态下,测量控制模块根据计时信息周期性地从测量采集通道获取测量信息。为了确保采集信息的足够可靠,测量采集通道具有第一测量准确度,较优情况下,第一测量准确度大于、等于或者相当于第二频率准确度。本实施例中,测量控制模块不仅需要采集一个测量信息,还需要按照特定的时间周期采集至少两个测量信息,这至少两个测量信息之间存在一定的时间关系,基于前述描述的技术方案可知,通过第一频率发生模块、第二频率发生模块以及频率校准模块,已经得到了足够准确的(达到第二频率准确度)、可以用于产生计时的第二频率信号,根据第二频率信号得到的计时信息无论时长大小如何,都可以保证其在第二频率准确度的范围内是足够可信的,也就可以保证前述的至少两个测量信息之间的时间关联可靠性,进一步的,如果测量采集通道同样能够按照相同或者相当的准确度等级进行检测物理量的采集,就可以保证测量控制模块可以得到足够可信度的一组测量信息;更进一步的,如果这组测量信息至少部分是来源于被检设备,那么只要第二频率准确度和第一测量准确度都不低于被检设备的被检要求,就可以保证被检设备的信息能够完整和可靠地进行采集,如果这组测量信息至少部分是来源标准物理量测量仪表,那么只要第二频率准确度和第一测量准确度都不低于标准物理量测量仪表在本次检测中的要求,即可以保证标准物理量测量信息被完整和可靠地采集,以上两点的结合,可以保证针对被检对象的完整检测数据是可信且可靠的。
本实施例的有益效果之一,是实现了计时所用的、频率信号的可检测,具体来说,现有技术中的难点之一,在于,要想检测作为频率源头的第一频率发生模块,可第一频率发生模块处于无法校准的状态,计时模块固然可以进行补偿设置,但计时模块本身并不是存在偏差的元器件,对它的设置只能算作补偿,并不符合检测要求;本实施例与之不同的,设计了第二频率发生模块和频率校准模块,通过第二频率发生模块,将不能检测的频率信号变成可检测的状态,在此基础上,对于第二频率信号可以进行检测,也满足量值传递要求,从而使得,存在时间关系的至少两个测量信息的采集具有足够的可信度。
本实施例的有益效果之二,是将时间检测变成了频率检测,可以理解的是,如果将计时模块看成第一频率发生模块的一部分,将对计时模块的补偿设置看成是对第一频率发生模块的补偿设置,则此时,由于计时模块输出的时间信息,需要按照时间检测的要求对二者进行检测,这不仅需要对计时模块的时、分、秒等计时能力进行检测,还需要测量包括日差(每一天偏差多长时间)、时差(每一小时偏差多长时间)和分差(每一分钟偏差多长时间),至少在测量日差时的检测时间不少于一天,而本实施例中,决定了可信度的模块是第二频率发生模块,并非计时模块,因此可以按照频率检测的要求进行检测,现有技术中频率检测根据检测等级和检测要求不同,可以在十几到几十分钟内完成,这大大缩短了对现场检测装置的检测时间,提高了现场检测装置的工作效率。
需要说明的是,本实施例的技术方案还可以兼容一般准确度的计时模式,即可切换的,第一频率发生模块向计时模块输出第一频率信号,计时模块记录第一频率信号的第一频数,根据第一频率值和第一频数产生计时信息,第一频率值为第一频率信号的设定频率值,可以理解的是,这种一般准确度的计时模式可以用于系统时钟,单个无关联的瞬时物理量的测量等。
对本实施例前述技术方案进行改进或者细化描述的,给出了如下示例一,示例一给出了一种第二频率发生模块和频率校准模块的具体实现形式,其中,第二频率发生模块包括信号触发器和频波发生电路,频率校准模块用于对信号触发器进行配置,确定信号触发器的触发阈值;高精计时模式下,校准计数器从第一频率发生模块获取第一频率信号,根据第一频率信号和触发阈值进行比对,当第一频率信号到达触发阈值时,信号触发器向频波发生电路发出频波触发信号,频波发生电路对发出的电信号进行高低电平翻转,产生方波频率信号,方波频率信号用于发生第二频率信号,且满足第二频率准确度。
对前述示例一进行改进的,还可以有,第一频率发生模块包括初始频率模块和第一倍频电路,初始频率模块产生初始频率信号,第一倍频电路对初始频率信号进行倍频处理,产生第一频率信号,初始频率信号满足满足第一频率准确度。
对前述示例一进行改进的,还可以有,第二频率发生模块还包括第二倍频电路,第二倍频电路对方波频率信号进行倍频处理,产生第二频率信号。
对前述示例一进行改进的,还可以有,频率校准数据包括和第一工作温度相对应的第一频率校准数据,和第二工作温度相对应的第二频率校准数据,频率校准模块被配置为获取当前温度信息,若当前温度信息达到第一工作温度,频率校准模块配置信号触发器为第一触发阈值,第一触发阈值和第一频率校准数据相对应。
前述的示例一可以独立解决技术问题,也可以由其各个改进方案单独进行改进,从而单独解决各自的技术问题,还可以由各个改进方案组合进行改进,从而实现组合技术问题的改进,下面,通过具体范例对前述示例一及其改进方案进行详细描述。
如图2和图3所示,具体范例一,第一频率发生模块110包括初始频率模块111和第一倍频电路112,初始频率模块111可以为前述的晶振模块或者类似元器件,初始频率模块111的信号输出端连接于第一倍频电路112的输入端;第二频率发生模块120包括信号触发器121、频波发生电路122和第二倍频电路123,第一倍频电路112的输出端连接于信号触发器121的输入端,信号触发器121的输出端连接于频波发生电路122的输入端,频波发生电路122的信号输出端连接于第二倍频电路123的输入端;第二倍频电路123的输出端连接于计时模块140;温度测量模块400连接于频率校准模块130,频率校准模块130连接于信号触发器121;测量控制模块150分别连接于计时模块140和测量采集通道200。
预设的,以f1表示初始频率模块的标称频率,在工作温度T1的情况下,第一频率信号的实际频率值为在工作温度T2的情况下,第一频率信号的实际频率值为则对应的,频率校准数据包括,对应于T1,每(N+1)个计数触发一次频波触发信号,相当于频波触发信号的实际频率为/>对应于对应于T2,每(N-1)个计数触发一次频波触发信号,相当于频波触发信号的同样为/>
需要说明的是,本具体范例给出情况下,可以将周期数作为触发阈值的判断标准,其它情况下,由于第一频率信号是以波的形式传递信号,因此,也可以根据波的相位进行判断,例如,以高低电平之间的切换作为触发阈值的判断标准,如果第一频率信号是正弦波,还可以用峰值和/或谷值作为触发阈值的判断标准,可以理解的是,一些情况下,周期数、波形、相位等信息是可以组合作为触发阈值的判断标准的,此处不再一一列举。
工作过程中,首先,由初始频率模块产生初始频率信号,它的信号周期为设定第一频率准确度为δ。考虑到晶振模块的工作机理,初始频率信号的频率偏差并不是均匀分布,而是正态分布,也就是说,如果将初始频率信号按照每一个信号周期进行划分,任选其中一个信号周期,该信号周期的实际时长有较小概率是趋近于0或者2倍设定周期的数值,有较大概率是设定周期附近的数值。
针对前述的信号周期的分布情况,本实施例首先通过第一倍频电路对初始频率信号进行倍频处理,第一倍频电路的倍频系数为M,第一倍频电路输出第一频率信号。第一频率信号的信号周期为第一频率信号同样满足第一频率准确度δ,且第一频率信号的频率偏差同样按照正态分布。
可以发现,相比于直接将初始频率信号作为第一频率信号来使用,倍频之后得到第一频率信号虽然并没有改变频率准确度,也没有改变频率偏差的分布情况,但明显提高了频率密度,也就是说,对于处理识别第一频率信号的信号触发器来说,在识别1个初始频率信号的周期的情况下,会识别到M个第一频率信号的周期,M个第一频率信号的周期之和相比于1个初始频率信号的周期更可能位于设定周期附近(可置信度上升),当M≥10,也就是说,在识别1个初始频率信号的周期的情况下,会识别到10个或者更多第一频率信号的周期,在信号触发器进行触发判断时,根据这10个或者更多第一频率信号的周期的整体进行判断,此时,10个或者更多第一频率信号的周期有99.5%以上的可置信度位于设定周期附近,从而避免了单个初始频率信号实际周期分布不稳定的问题。
在高精计时模式下,频率校准模块周期性地获取当前温度信息T0,当前温度信息T0可以来源于现场检测装置内置的温度测量模块,也可以来源于现场检测装置之外的温度测量模块,根据获取的信息,频率校准模块可以判断当前温度信息T0落入哪个预设的工作温度区间(T1或者T2),示例的,如果当前温度信息T0落入T1的范围,也就是说,T11≤T0≤T12,[T11,T12]∈T1,则频率校准模块将(N+1)作为触发阈值配置到信号触发器,可以理解的是,一些情况下,如果当前温度信息T0落入T2的范围,也就是说,T21≤T0≤T22,[T21,T22]∈T2,则频率校准模块将(N-1)作为触发阈值配置到信号触发器,依次类推。
在频率校准模块进行配置的情况下,信号触发器具有一个明确的触发阈值,本实施例为了方便描述,假定触发阈值为(N+1),那么后续的,信号触发器从第一频率发生模块获取到第一频率信号,每获取到一个第一频率信号的周期,都会判断一下当前累计的第一频率信号的周期是否达到触发阈值,如果没有达到,信号触发器不动作,对应,频波发生电路保持当前的电信号形式不变,如果累计的第一频率信号的周期达到(N+1),则信号触发器会产生频波触发信号,并传递至频波发生电路,对于频率发生电路来说,它会对当前的电信号形式进行切换,例如高低电平翻转,所谓的高低电平翻转是指,如果之前的电信号形式为高电平,则切换为低电平形式,如果之前的电信号形式为低电平,则切换为高电平形式;可以理解的是,信号触发器在产生前述频波触发信号,会对当前累计的第一频率信号周期进行清零处理,并在后续过程中持续按照前述方案重复操作。
基于前述描述可知,频率发生电路输出的信号是方波频率信号,它的一个完整的周期包括一个完整且持续的高电平区间以及一个完整且持续的低电平区间;需要说明的是,本实施例给出的是方波形式的信号,只是一种比较容易实现的示例,在其它情况下,也可以为三角波或者正弦波,以三角波为例,频波发生电路输出的电信号是按照一定速度持续正向变化幅度或者持续反向变化幅度的,在此情况下,频波触发信号改变的是幅度变化方向,其它波形以此类推,其它波形的信号应当视为方波频率信号等同特征,产生其它波形信号的手段应当视为产生方波频率信号的手段的等同特征。
可以理解的是,此时的方波频率信号已经可以用于发生第二频率信号,首先,此时的方波频率信号相当于第一频率信号以及初始频率信号,明显具有更好的稳定性,它在极大可置信区间内处于一个稳定的修正范围内,也就是说,即使方波频率信号存在频率偏差,该频率偏差也可以认为是在方波频率信号中均匀分布的,且小于等于第二频率准确度所对应的允许频率偏差,在此基础上,单个方波频率信号可以独立进行计时;其次,通过频率校准模块、信号触发器和频波发生电路之间的配合修正,进一步缩小了频率信号的偏差范围,从第一频率准确度修正到了第二频率准确度,精度更高;再次,由于频波发生电路是固定的,这就导致,对于同一个现场检测装置来说,只要不更换频波发生电路,那么它输出的波形就是统一形式的,后续的处理和判断难度也更低。
在频波发生电路和方波频率信号的基础上,本实施例进一步配置的,还引入了第二倍频电路,具体来说,方波频率信号的实际频率为在此情况下,设定第二倍频电路的倍频系数为K,第二倍频电路对方波频率信号进行倍频处理,可以得到第二频率信号,此时,第二频率信号对应的频率范围为/>可以理解的是,此时,此时,第二频率信号具有如下几方面优势:方面之一,第二频率信号具有更高的稳定性,既可以单独使用作为输出时钟信号的最小分度,也可以多个使用进行一般的计时,方面之二,第二频率信号保持了较高的频率值,从而保证在计时过程中能够具有较小的不确定度,方面之三,第二频率信号获得了明显更小的第二频率准确度,也就是减少了频率偏差,达到了提高计时精度的技术效果。
在对检测物理量进行测量的过程中,给出两种高精计时模式参与的具体应用场景。具体应用场景之一,持续地对检测物理量进行采集,采集的时间间隔是预设值,直接影响到采集结果的不确定度,在此情况下,可以进入高精计时模式,结合前述描述可知,计时模块预置f2作为计时依据,如果需要计算特定时长t1,可以将特定时长t1输入到计时模块,则计时模块可以计算其中C1表示计时模块要想达到特定时长t1需要采集到的第二频率信号的频数,也就是第二频数阈值,在完成对前一次检测物理量的数值采集之后,计时模块重新按照t1开始计时,当第二频数达到第二频数阈值C1时,计时模块输出到达采集时间间隔,测量控制模块据此从测量采集通道执行一次测量信息的采集,重复此过程,直至接到停止采集的指令。具体应用场景之二,采集频率是固定值,采集时长是设定值,在此情况下,可以进入高精计时模式,计时模块预置f2作为计时依据,输入需要采集的总时长t2到计时模块,则计时模块可以计算/>其中C2表示计时模块要想达到特定时长t2需要采集到的第二频率信号的频数;测量控制模块持续地测量采集通道执行对测量信息的采集,同时进行地,计时模块从零开始对第二频数进行计数,当累积的第二频数达到C2时,计时模块反馈达到累积时间,测量控制模块根据计时模块反馈的信息停止采集。
此外,对于温度或者类似因素带来的影响,相对于直接在计时模块中进行调整,本实施例的,在信号触发器改变触发阈值具有更好的操作效果,这体现在:如果要进行一定时长的计时,当工作温度发生改变,如果在计时模块上进行调整,会给计时模块造成混乱,即对于之前已统计的计数如何处理,更极端来说,如果此时计时模块已经给出了一个时间例如10s,而修改之后的计算规则导致计数对应的时间变为9.99s或者10.01s是否对应修改;信号触发器则不存在这一问题,因为,信号触发器输出的是信号波,可以理解的是,如果修改之后的配置导致触发阈值变大,则信号触发器继续正常工作即可,如果修改之后的配置导致触发阈值变小从而使得累积计数超出触发阈值,即处于一种溢出状态,信号触发器会产生频波触发信号,后续的,按照修改后的触发阈值进行工作,整个过程对计时逻辑没有影响。
基于本实施例及其改进、细化方案,不仅仅是实现了现场检测装置的时钟功能的检测支持,而且这种检测是符合检测规则也就是满足量值传递要求,能够进行溯源的,为了更方便地实现检测溯源功能,对本实施例前述技术方案进行改进或者细化,改进基础可以包括示例一,也可以和示例一并列实现的,给出了如下示例二,还包括溯源数据模块;频率校准模块存储频率校准数据,溯源数据模块存储与频率校准数据相对应的校准溯源数据;校准溯源数据包括对应于第二频率信号的第二频率信息,以及对应于标准频率信号的标准频率信息,第二频率信息和标准频率信息对应于相同的采集时长。
对示例二进行改进的,还包括溯源控制模块,溯源控制模块被配置为,在频率校准模块获取频率校准数据后,控制溯源数据模块获取校准溯源数据;校准溯源数据还包括标准频率设备的信息,标准频率设备用于产生标准频率信号。
对溯源功能提供主要支持是溯源数据模块,溯源数据模块和频率校准模块存在一定的对应关系,结合前述可知,频率校准模块存储频率校准数据,频率校准数据是用于对第二频率产生模块进行辅助控制的,示例二中,溯源数据模块存储校准溯源数据,具体来说,在得到频率校准数据之时,理论上只是具有量值传递和溯源的基础,并不意味着完成了量值传递的检测工作,因此此时并没有一个符合检测要求的过程来验证第一频率发生模块、频率校准模块以及第二频率发生模块构成的计时组合的可靠性和可信度,需要进行检测,检测过程包括,配置一个标准频率设备,该标准频率设备用于提供标准频率信号,标准频率信号具有小于第二频率信号的频率准确度,也就是标准频率信号更精确,较优情况下,同时开始同时停止地(这样便于控制对应相同的采集时长),第二频率发生模块产生第二频率信号,标准频率设备产生标准频率信号,采集对应于第二频率信号的第二频率信息,采集对应于标准频率信号的标准频率信息,采集的内容一般是频数,也就是第二频数和标准频数,还可以其它可供参考评价的数据,此时,根据采集到的第二频率信息和标准频率信息,就可以产生前述的校准溯源数据。
校准溯源数据和频率校准数据具有对应关系,因为校准溯源数据中的第二频率信息是根据频率校准数据所产生的,因此,根据校准溯源数据可以对包括频率校准数据在内的第一频率发生模块、频率校准模块以及第二频率发生模块进行检测,从而将之向更高等级的标准频率设备进行溯源。需要说明的是,本实施例中出现了两处标准频率信号以及对应的标准频率设备,一处标准频率信号以及对应的标准频率设备用于产生频率校准数据,另一处标准频率信号以及对应的标准频率设备用于产生校准溯源数据,可以理解的是,一些情况下,这两处标准频率设备是同一个设备,也就是说两处标准频率信号是限定于该标准频率设备所产生的信号,另一些情况下,标准频率信号仅是限定于标准频率设备产生的信号,两处标准频率设备可以不同,在后的标准频率设备和在前的标准频率设备满足相同的指标,在后的标准频率信号和在前的标准频率信号满足相同的指标,也就是第二频率准确度大于标准频率准确度,即相对于第二频率信号,标准频率信号具有更小的频率偏差,从而使得,可以使用标准频率信号对第二频率信号进行检测。
更进一步的,为了提高溯源效率和可靠性,配合溯源数据模块,还可以配置溯源控制模块,溯源控制模块用于控制校准溯源数据的获取,具体来说,对溯源控制模块进行配置,溯源控制模块对频率校准数据的存储情况进行周期性的查验,当有新的频率校准数据导入到频率校准模块时,证明频率校准数据发生了变化,原来的校准溯源数据不能对新的频率校准数据进行检测评价,因此,控制溯源数据模块进行校准溯源数据的获取,获取的方式包括,控制溯源数据模块处于允许写入的状态(一般状态下禁止写入),记录校准溯源数据的写入时间,提示用户需要计时写入校准溯源数据(也就是提示用户进行时钟检测),在写入校准溯源数据之前提示当前的频率校准数据以及时钟系统未经过检测等等。以上措施可以实现,在对频率校准数据进行更新之后,尽快地完成对应的校准溯源数据的获取,以确保时钟系统的可信度和可靠性。
更进一步的,为了确保溯源的便利性,还可以在校准溯源数据里包括标准频率设备的信息,标准频率设备的信息可以包括标准频率准确度,还可以包括体现标准频率设备特征的例如设备编号等,从而使得,在需要进行溯源时,可以根据标准频率设备的信息直接完成溯源判断,从而确定频率校准数据以及时钟信息的量值传递情况。
对于前述示例二以及改进方案,要想实现对频率校准数据以及时钟系统进行检测,可以有内检方式和外检方式两种思路,下面通过具体范例二来详述内检方式,通过具体范例三来详述外检方式。
如图4所示,具体范例二,现场检测装置还包括标频采集通道210和校准控制模块160,标频采集通道210用于获取标准频率信号;频率检测模式下,校准控制模块160获取标准频率信号,同时进行地,获取第二频率信号;校准控制模块160计算第二频率信号和标准频率信号之间的实测频率偏差,判断实测频率偏差是否满足第二频率准确度;若实测频率偏差满足第二频率准确度,存储第三频率信号和标准频率信号作为校准溯源数据。
具体来说,校准控制模块160分别连接标准采集通道310和第二频率发生模块120,这种连接是可以根据控制随时断开的,更进一步的,校准控制模块160还可以和溯源控制模块170相连接(二者可以是一体的),溯源控制模块170和频率校准模块130以及溯源数据模块180相连接,一些情况下,校准控制模块160还可以和频率校准模块130相连接,从而构成一个对时钟系统进行检测的系统。
在一次完整的检测过程中,将标准频率设备连接到标频采集通道210,向校准控制模块160下达频率检测指令,校准控制模块160根据一个预设的时长或者频数或者其它参数,从第二频率发生模块120获取第二频率信号并确定第二频数,同时进行的,从标频采集通道210获取标准频率信号并确定标准频数,根据第二频数和标准频数判断当前时钟系统的偏差情况;如果偏差超过允许范围,则进入修正频率校准数据的过程,根据当前的第二频数和标准频数产生新增频校数据,将新增频校数据存入到频率校准模块130中,频率校准模块130根据原有频校数据(即之前存储的频率校准数据)和新增频校数据产生新的频率校准数据(如果没有原有频校数据,则可以将新增频校数据直接作为新的频率校准数据,如果存在原有频校数据,则新增频校数据对原有频校数据修正之后产生新的频率校准数据);在频率校准模块130完成频率校准数据的更新之后,溯源控制模块170获取该更新情况,产生溯源控制指令分别传递至校准控制模块160和溯源数据模块180,根据该指令,校准控制模块160自动进行的,从第二频率发生模块120获取第二频率信号(这里的第二频率信号是按照新的频率校准数据所产生)并确定第二频数,同时进行的,校准控制模块160从标频采集通道210获取标准频率信号并确定标准频数,根据第二频数和标准频数判断当前时钟系统的偏差情况,如果偏差超过允许范围,则重复前述的修正频率校准数据的过程;如果偏差在允许范围内,根据当前的第二频数和标准频数产生校准溯源数据并存储到溯源数据模块180,作为校准溯源数据,溯源数据模块180获取到校准溯源数据之后,向溯源数据模块170反馈完成情况,溯源控制模块170据此向校准控制模块160反馈检测完成情况,校准控制模块160向上反馈对时钟系统的检测已完成,此时,可以断开标准频率设备。
可参考图4,具体范例三,现场检测装置还包括,输出控制模块190和频率输出通道220;输出控制模块190用于根据第二频率信号产生第三频率信号,第三频率信号满足第二频率准确度;频率输出通道220用于输出第三频率信号。一些情况下,频率检测模式下,输出控制模块通过频率输出通道输出第三频率信号,第三频率信号用于和标准频率信号进行实测频率偏差的计算,并判断实测频率偏差是否满足第二频率准确度,若实测频率偏差满足第二频率准确度,根据第三频率信号产生第二频率信息,根据标准频率信号产生标准频率信息。
和外检方式相适配的,输出控制模块190连接于第二频率发生模块120,还连接于频率输出通道220,溯源控制模块170分别连接于输出控制模块190、溯源数据模块180以及频率校准模块130,输出控制模块190可以配置倍频线路和分频线路,从而使得根据需要可以在不影响频率准确度的情况下,对第二频率信号进行处理,得到第三频率信号,第三频率信号可以和第二频率信号相同,也可以是第二频率信号的倍频信号或者分频信号,基于输出控制模块190,频率输出通道220输出第三频率信号。
一些情况下,第二频率信号已经经过检测,具有足够的可信度,此时,可以直接用第三频率信号作为一个标准信号源,从而为其它需要频率信号进行检测的设备提供检测支持(一般来说,此时的其它设备要求的频率准确度大于第二频率准确度,即要求的频率偏差范围超过第二频率信号的最大频率偏差范围)。另一些情况下,需要产生频率校准数据,则将第三频率信号作为被校信号源,从而使得标准设备可以确定第三频率信号的实际频率偏差,也就是第二频率信号的实际频率偏差,进而产生新增频校数据,和前述内检方式类似的,新增频校数据一般和原有频校数据相组合产生新的频率校准数据。
另一些情况下,如果存入了频率校准数据,由于溯源控制模块连接于频率校准模块,可以发现这一情况,向输出控制模块和溯源数据模块传递频率检测指令,进入频率检测模式,频率检测模式下,输出控制模块基于指令控制产生第三频率信号,并通过频率输出通道进行输出,此时,外部的频率检测设备会得到第三频率信号以及标准频率信号,根据第三频率信号和标准频率信号的对比(例如频数对比)来计算实测频率偏差,实测频率偏差表示第三频率信号的标称值(来源于设定)和实测值(来源于标准频率信号的计算)之间的差值,判断该实测频率偏差是否满足第二频率准确度,也就是要求的频率准确度,如果实测偏差满足第二频率准确度,即可根据第三频率信号产生第二频率信息,例如根据第三频率信号和第二频率信号之间的倍数关系,处理第三频数作为第二频数,也可以直接将第三频数作为第二频数,根据标准频率信号,得到标准频数,即可产生标准频率信息,根据标准频率信息和第二频率信息产生校准溯源数据,存储到溯源数据模块,溯源数据模块在获取到校准溯源数据之后,溯源控制模块确定该情况,向输出控制模块和溯源数据模块发出停止频率检测的指令,输出控制模块无需继续产生第三频率信号,溯源数据模块可以关闭写入,退出频率检测模式。
基于本实施例的前述技术方案,可以结合示例一及其改进方案,也可以结合示例二及其改进方案,还可以进行各个方案之间的组合,有示例三,本示例三主要是提供了一种现场检测装置的工作场景,现场检测装置用于检测流量,测量控制模块还包括,根据时钟信息周期性地获取瞬时流量值,根据至少两个时钟信息确定累积时长,根据瞬时流量值和累积时长计算累积流量值。进一步的,测量采集通道包括至少一个压力测量模块,压力测量模块至少用于差压式测量流量,根据时钟信息周期性地获取瞬时流量值,包括,根据时钟信息周期性地从压力测量模块获取压力测量值,根据压力测量值计算瞬时流量值。
一些情况下,本实施例的现场检测装置仅是执行流量信息的采集,例如外置一个流量测量模块,该流量测量模块可以采用差压式测量流量,也可以是其它方式,测量采集通道连接于该流量测量模块,从而可以从该流量测量模块获取到瞬时流量值,此时,如果需要测量累积流量值(一定时间的流量值的累计信息),测量控制模块进入累积流量测量模式。
在累积流量测量模式下,可能的方式,流量测量模块按照特定的频率向现场检测装置发送瞬时流量值,那么此时,现场检测装置将累积时长发送到计时模块,之后先根据第一个时钟信息确定起始时刻,第一个时钟信息表明计时模块开始计时,同时开始记录瞬时流量值,并等待第二时钟信息,第一频率发生模块、频率校准模块、第二频率发生模块和计时模块等配合工作进行计时,可参考本实施例前述技术方案,当计时模块确定到达累积时长时,产生第二时钟信息,现场检测装置根据现场检测装置停止计时,同时停止继续记录瞬时流量值,根据累积时长以及对应累积时长的已记录的瞬时流量值,即可计算累积流量值。另一可能的方式,现场检测装置根据计时模块的时钟信息进行采集,若如此做,现场检测装置可以根据累积时长和采集频率确定采集次数,将采集频率(采集时间间隔)发送到计时模块,之后,每获得一个时钟信息,进行一次瞬时流量值的记录,并等待下一次时钟信息,直至采集到的瞬时流量值达到前述计算得到的采集次数,停止继续计时,同时停止继续记录瞬时流量值,根据累积时长以及对应累积时长的已记录的瞬时流量值,即可计算累积流量值。
另一些情况下,和前述情况差别的是,本实施例的现场检测装置具有流量测量功能,具体来说,现场检测装置采用差压式测量流量,对应的,测量采集通道包括一个或者两个压力测量模块,若为一个压力测量模块,则该压力测量模块应为差压测量模块,若为两个压力测量模块,则该两个压力测量模块均为表压测量模块或者均为绝压测量模块;此时,如果需要进行流量测量,现场检测装置进入流量测量模式,流量测量模式下,现场检测装置从测量采集通道获取差压压力值,根据流量基本方程式可以得到对应的瞬时流量值,流量基本方程式可由伯努利方程式和连续性方程式推导而得,也可以根据相应的检测要求等中记载的内容来确定;可以理解的是,如果现场检测装置采用的是自带的压力测量模块进行流量测量,则压力测量模块的精确度应当满足流量的检测要求,如果现场检测装置采用的是外置的流量测量模块,则流量检测要求由外置的流量测量模块来确定。
针对于本实施例前述的现场检测装置,本实施例给出了一种对该现场检测装置进行时钟检测的方法,可以理解的是,检测方法的检测结果能达到检测要求以满足量值传递和结果可追溯,如图5所示,该检测方法包括:
S1.1、控制现场检测装置的第二频率发生模块产生第二频率信号,第二频率信号应当处于可采集的情况,从而可以对之进行检测,第二频率信号的产生过程包括,第一频率发生模块产生第一频率信号,第二频率发生模块根据频率校准模块的频率校准数据对第一频率信号进行处理,产生第二频率信号。
S1.2、控制标准频率设备产生标准频率信号,同样的,标准频率信号也应当是可以测量,至少是可以作为参考的,从而使得,可以使用标准频率信号对第二频率信号进行检测。
S2、同时进行的,采集第二频率信号的第二频数,采集标准频率信号的标准频数;S2应当是在S1.1和S1.2均已开始之后进行,一般的,可以先后执行S1.1和S1.2,采用同一个设备接入第二频率信号和标准频率信号,再对这个设备进行处理,就可以实现对第二频率信号以及标准频率信号的同时采集。
S3、根据标准频率信号的标准频率、标准频数以及第二频数,计算第二频率信号的实测频率值;在进行了S2一段时间后,第二频数和标准频数都累积到了一定数值,同时停止计数,此时,最终的第二频数和标准频数在时间上具有可比性,对于第二频数和标准频数进行计算,根据标准频率信号的标准频率以及前述采集到的标准频数,可以确定标准频率信号的采集时间,由于标准频率信号和第二频率信号同时采集,该时间也就是第二频率信号的采集时间,此外,由于该时间的计算结果是根据标准频数和标准频率计算所得,也就可以被认为是真值,用第二频率信号的采集时长去除以第二频数,就可以得到第二频率信号的实测频率值。
S4、根据第二频率信号的设定频率值和实测频率值,计算实测频率偏差;在S3的基础上可以得到第二频率信号的实测频率值,在检测之前,可以确定第二频率信号的设定频率值,实测频率值和设定频率值的差值即为实测频率偏差。
S5、判断实测频率偏差是否满足第二频率准确度,包括,根据第二频率准确度确定允许频率偏差,判断实测频率偏差和允许频率偏差之间的大小关系,若检测频率偏差小于等于允许频率偏差,存储第二频数、标准频数、标准频率和标准频率设备的信息作为校准溯源数据;基于前述描述可知,理论上,由于第二频率信号是经过频率校准数据处理的,因此它应当满足第二频率准确度,也就是在合格情况下,实测频率偏差应当小于等于第二频率准确度计算得到的允许频率偏差,从检测的角度出发,为了确保时钟系统确实满足检测要求,也需要对比实测频率偏差和允许频率偏差,如果实测频率偏差有两个或者更多,就需要将每个实测频率偏差和允许频率偏差进行一一比对,如果每个实测频率偏差都小于等于允许频率偏差,则第二频数、标准频数、标准频率和标准频率设备的信息可以作为校准溯源数据进行存储,如果存在任何一个实测频率偏差大于允许频率偏差,则表明现场检测装置的时钟系统不合格,需要重新进行校准,调整频率校准数据,并在此基础上重新进行本实施例前述S1-S5的检测过程。
以上所述仅为本申请的优选实施例,在能够解决技术问题的基础上,本实施例的部分技术特征可以省略,或者变形为等同技术特征,对于本领域技术人员而言,本申请可以有各种改动和变化,凡在本申请的精神和原理之内所作的任何修改、等同替换、改进等,均应包含在本申请的保护范围之内。
Claims (13)
1.一种现场检测装置,其特征在于,包括,
第一频率发生模块,所述第一频率发生模块用于产生第一频率信号,所述第一频率信号满足第一频率准确度;
频率校准模块,所述频率校准模块用于存储频率校准数据,所述频率校准数据至少基于标准频率信号产生,所述标准频率信号满足标准频率准确度;
第二频率发生模块,所述第二频率发生模块用于根据所述频率校准数据对所述第一频率信号进行处理,发生第二频率信号,使,所述第二频率信号满足第二频率准确度,所述第二频率准确度大于所述标准频率准确度,且小于所述第一频率准确度;
计时模块,所述计时模块用于记录所述第二频率信号的第二频数,根据第二频率值和所述第二频数产生计时信息,所述第二频率值为所述第二频率信号的设定频率值;
测量采集通道,所述测量采集通道用于获取检测物理量的测量信息,所述检测物理量为压力、温度、湿度、流量和过程信号中的至少一种;
测量控制模块,工作状态下,所述测量控制模块根据所述计时信息周期性地从所述测量采集通道获取所述测量信息。
2.根据权利要求1所述的现场检测装置,其特征在于,所述第二频率发生模块包括信号触发器和频波发生电路,所述频率校准模块用于对所述信号触发器进行配置,确定所述信号触发器的触发阈值;
高精计时模式下,所述信号触发器从所述第一频率发生模块获取所述第一频率信号,根据所述第一频率信号和所述触发阈值进行比对,当所述第一频率信号到达所述触发阈值时,所述信号触发器向所述频波发生电路发出频波触发信号,所述频波发生电路对发出的电信号进行高低电平翻转,产生方波频率信号,所述方波频率信号用于发生所述第二频率信号,且满足所述第二频率准确度。
3.根据权利要求2所述的现场检测装置,其特征在于,第一频率发生模块包括初始频率模块和第一倍频电路,所述初始频率模块产生初始频率信号,所述第一倍频电路对所述初始频率信号进行倍频处理,产生所述第一频率信号,所述初始频率信号满足所述满足第一频率准确度。
4.根据权利要求2所述的现场检测装置,其特征在于,所述第二频率发生模块还包括第二倍频电路,所述第二倍频电路对所述方波频率信号进行倍频处理,产生所述第二频率信号。
5.根据权利要求2所述的现场检测装置,其特征在于,所述频率校准数据包括和第一工作温度相对应的第一频率校准数据,和第二工作温度相对应的第二频率校准数据,所述频率校准模块被配置为获取当前温度信息,若所述当前温度信息达到所述第一工作温度,所述频率校准模块配置所述信号触发器为第一触发阈值,所述第一触发阈值和所述第一频率校准数据相对应。
6.根据权利要求1所述的现场检测装置,其特征在于,还包括溯源数据模块;
所述频率校准模块存储所述频率校准数据,所述溯源数据模块存储与所述频率校准数据相对应的所述校准溯源数据;
所述校准溯源数据包括对应于所述第二频率信号的第二频率信息,以及对应于所述标准频率信号的标准频率信息,所述第二频率信息和所述标准频率信息对应于相同的采集时长。
7.根据权利要求6所述的现场检测装置,其特征在于,还包括溯源控制模块,所述溯源控制模块被配置为,在所述频率校准模块获取所述频率校准数据后,控制所述溯源数据模块获取所述校准溯源数据;所述校准溯源数据还包括标准频率设备的信息,所述标准频率设备用于产生所述标准频率信号。
8.根据权利要求6或7所述的现场检测装置,其特征在于,还包括标频采集通道和校准控制模块,所述标频采集通道用于获取所述标准频率信号;
频率检测模式下,所述校准控制模块获取所述标准频率信号,同时进行地,获取所述第二频率信号;
所述校准控制模块计算所述第二频率信号和所述标准频率信号之间的实测频率偏差,判断所述实测频率偏差是否满足所述第二频率准确度;
若所述实测频率偏差满足所述第二频率准确度,存储所述第三频率信号和所述标准频率信号作为所述校准溯源数据。
9.根据权利要求6或7所述的现场检测装置,其特征在于,还包括,输出控制模块和频率输出通道;所述输出控制模块用于根据所述第二频率信号产生第三频率信号,所述第三频率信号满足所述第二频率准确度;所述频率输出通道用于输出所述第三频率信号。
10.根据权利要求9所述的现场检测装置,其特征在于,
频率检测模式下,所述输出控制模块通过所述频率输出通道输出所述第三频率信号,所述第三频率信号用于和所述标准频率信号进行实测频率偏差的计算,并判断所述实测频率偏差是否满足所述第二频率准确度,若所述实测频率偏差满足所述第二频率准确度,根据所述第三频率信号产生所述第二频率信息,根据所述标准频率信号产生所述标准频率信息。
11.根据权利要求1所述的现场检测装置,其特征在于,所述现场检测装置用于检测流量,所述测量控制模块还包括,根据所述时钟信息周期性地获取瞬时流量值,根据至少两个所述时钟信息确定累积时长,根据所述瞬时流量值和所述累积时长计算累积流量值。
12.根据权利要求11所述的现场检测装置,其特征在于,所述测量采集通道包括至少一个压力测量模块,所述压力测量模块至少用于差压式测量流量,所述的根据所述时钟信息周期性地获取瞬时流量值,包括,根据所述时钟信息周期性地从所述压力测量模块获取压力测量值,根据所述压力测量值计算所述瞬时流量值。
13.一种现场检测装置的时钟检测方法,其特征在于,用于对权利要求1-11中任一项所述的现场检测装置进行检测,包括,
控制所述现场检测装置的第二频率发生模块产生第二频率信号;
控制标准频率设备产生标准频率信号;
同时进行的,采集所述第二频率信号的第二频数,采集所述标准频率信号的标准频数;
根据所述标准频率信号的标准频率、所述标准频数以及所述第二频数,计算所述第二频率信号的实测频率值
根据所述第二频率信号的设定频率值和所述实测频率值,计算实测频率偏差;
判断所述实测频率偏差是否满足第二频率准确度,包括,根据所述第二频率准确度确定允许频率偏差,判断所述实测频率偏差和所述允许频率偏差之间的大小关系,若所述检测频率偏差小于等于所述允许频率偏差,存储所述第二频数、所述标准频数、所述标准频率和所述标准频率设备的信息作为校准溯源数据。
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2022
- 2022-12-30 CN CN202211723903.3A patent/CN116182926A/zh active Pending
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