TWI484142B - A multi-sensing element correction system, a correction method and a recording medium - Google Patents

Description

多感測元件的校正系統、校正方法與記錄媒體

本發明係有關於一種感測元件的校正系統、校正方法與記錄媒體，特別是有關於對配置於同一處的多個感測元件於多個感測條件下進行校正的校正系統、校正方法與記錄媒體。

先前技術中，感測系統包括一個以上感測元件，感測元件分佈於一環境的不同地點，用以感測環境的整體變化情形。然而，感測元件配置前，需進行感測校正。一般是利用一個已調整過的感測校正元件，將每一個感測元件的感測數值與調整過的感測校正元件的感測數值相比對，建立一校正曲線，或是藉由感測元件和感測校正元件感測數值的差異，找出每一個各感測元件的校正值，以建立校正曲線。或者，在取得一已知的校正參數的前提下，直接將各感測元件以此校正參數進行校正。然而，若是沒有前述的感測校正元件、感測校正元件的感測數值、與校正參數至少其一者，感測系統的感測元件即無法進行校正作業。

本發明的目的在於提供一種多感測元件的校正系統、校正方法與記錄媒體，以在不具有上述調整過的感測校正 元件及校正參數的情形下，直接利用現有的多個感測元件來進行感測校正，其可在多個感測條件下取得多個校正值，並產生每一個感測元件的校正曲線。

本發明所揭露多感測元件的校正系統，其包括複數個感測元件、一第一計算模組與一第二計算模組。

此等感測元件配置於同一處，每一感測元件分別用以對一第一感測條件產生對應的第一感測數值，對一第二感測條件產生對應的第二感測數值，以及對一第三感測條件產生對應的第三感測數值。

第一計算模組依據對應第一感測條件時，各感測元件所產生的第一感測數值取得一第一平均值，依據對應第二感測條件時，該等感測元件所產生的第二感測數值取得一第二平均值，依據對應第三感測條件時，各感測元件所產生的第三感測數值取得一第三平均值。

第二計算模組依據每一感測元件之第一感測數值、第二感測數值和第三感測數值，以及該第一平均值、該第二平均值和該第三平均值，產生對應每一感測元件的一校正曲線。

本發明揭露的具多感測元件的校正方法，其包括：經由複數個感測元件提供複數個感測數值，該等感測元件配置於同一處，每一感測元件分別用以對一第一感測條件產生一第一感測數值，對一第二感測條件產生一第二感測數值，以及對一第三感測條件產生一第三感測數值；經由一 第一計算模組依據對應該第一感測條件時該等感測元件所產生之第一感測數值取得一第一平均值，對應該第二感測條件時該等感測元件所產生之第二感測數值取得一第二平均值，以及對應該第三感測條件時該等感測元件所產生之第三感測數值取得一第三平均值；以及，經由一第二計算模組依據每一感測元件之第一感測數值、第二感測數值和第三感測數值，以及該第一平均值、該第二平均值和該第三平均值，產生對應每一感測元件的一校正曲線。

本發明亦揭露一種記錄媒體，其儲存一電子裝置可讀取之程式碼。當電子裝置讀取該程式碼時執行一具多感測元件的校正方法。此方法如前所述，不再重覆贅述。

本發明可在不具有感測校正元件的前提下，藉由系統自有的多個感測元件，即能為每一個感測元件找出適當的校正曲線以分別對每一個感測元件進行校正作業，進而提升感測系統的實用性。其次，本發明揭露技術得以在不大幅改變目前感測系統架構下，結合於現今的感測系統中，進而提升感測系統的適用性。

茲配合圖式將本發明較佳實施例詳細說明如下。

請參閱圖1繪示本發明實施例之感測系統的第一種架構示意圖與圖2A繪示本發明實施例之感測系統的第一種架構的一種資料傳輸示意圖。此系統包括複數個感測元件10、一第一計算模組21與一第二計算模組22。其中，各 計算模組可為處理器、晶片、積體電路，或是運算電路、裝置、組件、設備等具運算能力的硬體，或者是藉由配合於硬體運作的軟體，如運算系統、程式或是供晶片、積體電路等運作的韌體。第一計算模組21與第二計算模組22可分別設置在不同的硬體上來實作，也可以將二個計算模組整合經由一硬體配合軟體來進行實作。進行校正時，多個感測元件10必需是相同規格與類型的感測元件，但不限於是哪一規格與類型的感測元件。

感測元件10配置於同一處。所謂同一處是指，各感測元件10同時或分批次的置放於同一個位置或地點，以進行量測。或者，所有感測元件10相鄰配置於一個區間範圍內的位置上，可接受的區間範圍其可能依據不同感測元件的實際規格或依據實際經驗而有不同。配置的方式視測試人員需求而定，並不設限。

每一個感測元件10分別在不同的感測條件下進行感測。感測條件的調整視感測元件10的類型而有所不同。例如：感測元件10的類型為溫度感測，每一個感測條件即是對應不同的環境溫度；又如感測元件10類型為濕度感測，每一個感測條件即是對應不同的環境濕度；又如感測元件10類型為光照度感測，每一個感測條件即是對應不同的環境光照度。以此類推。或者，每一個感測條件是對應至不同的感測時間點，此等感測元件10是在感測條件所範圍的感測時間點進行多次感測，以取得上述的第一感測數值 31、第二感測數值32與第三感測數值33。而感測條件的設定可以依設計人員或測試人員之需求而定，或可依據一般校正曲線所需要的感測條件而定，並不設限。感測條件的數量，也可以依需求或校正曲線需要而定，一般來說，至少為三個以上，數量越多，其校正曲線可越精準。

於此假設感測條件有三個，各別為第一感測條件、第二感測條件與第三感測條件。視每一感測元件10於第一感測條件產生的感測數值為第一感測數值31，於第二感測條件產生的感測數值為第二感測數值32，於第三感測條件產生的感測數值為第三感測數值33。

第一計算模組21會取得所有感測元件10提供的第一感測數值31、第二感測數值32與第三感測數值33。第一計算模組21會依據所有的第一感測數值31取出一第一平均值41，依據所有的第二感測數值32以取出一第二平均值42，及依據所有的第三感測數值33以取出一第三平均值43。

第二計算模組22會取得所有的第一感測數值31、第二感測數值32與第三感測數值33、第一平均值41、第二平均值42與第三平均值43。接著，第二計算模組22可依據每一感測元件10的第一感測數值31、第二感測數值32和第三感測數值33，以及第一平均值41、第二平均值42和第三平均值43，產生對應每一感測元件10的校正曲線54。校正曲線54是指所有感測元件10的平均數值對應每 一感測元件10的實際感測數值的曲線圖，也就是說，校正曲線54的X軸可以是在不同感測條件下所有感測元件的平均值，Y軸可以是在不同感測條件下每一感測元件的感測數值。

如圖2B繪示本發明實施例之感測系統的第一種架構的另一種資料傳輸示意圖。在另一些實施例中，第二計算模組22可分別依據每一個感測元件10的第一感測數值31及第一平均值41，計算出對應於第一感測條件的一第一校正值51。第二計算模組22依據所有的第二感測數值32及第二平均值42，計算出對應於第二感測條件的一第二校正值52。第二計算模組22依據所有的第三感測數值33及第三平均值43，計算出對應於第三感測條件的一第三校正值53。例如，校正值可以是感測數值和平均值的差值。然後，第二計算模組22亦可依據每一感測元件之第一校正值51、第二校正值52和第三校正值53，以及第一平均值41、第二平均值42和第三平均值43，產生對應每一感測元件的校正曲線。這裏的校正曲線和前述實施例略有不同，其X軸是在不同感測條件下所有感測元件10的平均值，Y軸是在不同感測條件下每一感測元件10的校正值。

在另一些實施例中，第一計算模組21會先將所有的第一感測數值31作平均運算，找出一個第一估算值。第一計算模組21再將所有的第一感測數值31與第一估算值作差值運算，以排除與第一估算值之差超過一第一臨界值的第 一感測數值31，再依據剩下的第一感測數值31進行計算以產生第一平均值41。也就是說，可將第一感測數值31中其偏差較大的感測數值可能是誤差，先進行排除後再計算第一平均值41，可使避免第一平均值41受到誤差的影響。較佳的實施例中，上述的第一臨界值可以是第一計算模組21依據第一估算值與所有第一感測數值31以計算而得的一兩倍標準差值。

更進一步者，對於與第一估算值之差未超出第一臨界值的第一感測數值31，將此等第一感測數值31所屬的感測元件10視為合格感測元件。參考上述實施例，第二計算模組22可依據每一個合格感測元件對應的第一感測值31、第二感測值32與第三感測值33(或是第一校正值51、第二校正值52與第三校正值53)，以及第一平均值41、第二平均值42和第三平均值43，產生對應合格感測元件的校正曲線，藉此校正曲線來對合格感測元件進行校正作業。

在另一些實施例中，第一計算模組21在排除第一感測數值31與第一估算值之差超出第一臨界值的感測元件10視為合格感測元件之後，更進一步時，合格感測元件依據第二感測條件進行感測、第一計算模組21取得第二感測數值32時，將第二感測數值32平均計算取得一第二估算值，並排除第二感測數值32與第二估算值之差超出一第二臨界值(如兩倍標準差值)的感測元件10。此次的兩倍標準差值是由第一計算模組21依據第二估算值與第二感測數值 32計算而得。同理，第一計算模組21更新合格感測元件為二次排除後的感測元件10，亦即將與第一估算值之差未超出第一臨界值、且與第二估算值之差未超出第二臨界值的感測元件10視為更新後的合格感測元件。更新後的合格感測元件依據第三感測條件進行感測，以取得第三感測數值33，第一計算模組21再將第三感測數值33平均計算取得一第三估算值，並排除第三感測數值33與第三估算值之差超出一第三臨界值(如兩倍標準差值)的感測元件10。此次的兩倍標準差值是由第一計算模組21依據第三估算值與第三感測數值33計算而得。第一計算模組21更新合格感測元件為三次排除作業所剩下的感測元件10，亦即第一計算模組21將與第一估算值之差未超出第一臨界值、與第二估算值之差未超出第二臨界值、且與第三估算值之差未超出第三臨界值的感測元件10視為更新後的合格感測元件。第二計算模組22可依據更新後的合格感測元件對應的第一感測值31、第二感測值32與第三感測值33(或是第一校正值51、第二校正值52與第三校正值53)，產生對應合格感測元件的校正曲線。然而，平均值取值以及兩倍標準值差的運算方式是透過統計學等公知常識的計算方式而得，在此不贅述。

請參閱圖3繪示本發明實施例之系統的第二種架構示意圖。與前例不同在於，系統更包括一個資訊提供模組。此資訊提供模組用以提供一個基準曲線71，可為一儲存模 組61，以供第二計算模組讀取。或者，資訊提供模組可為一輸入模組62，以供使用者或測試人員輸入。基準曲線71可以是依據一個標準感測元件於該第一感測條件、該第二感測條件和該第三感測條件的第一感測數值31、第二感測數值32和第三感測數值33，以及第一平均值41、第二平均值42和第三平均值43而產生。

更進一步時，此系統更包括一個控制介面。使用者或測試人器可藉此控制介面輸入一個控制指令，第二計算模組22會依據此控制指令，選取基準曲線71或是上述的校正曲線54兩者其中之一，以供各感測元件10進行校正作業。

請參閱圖4繪示本發明實施例之具多感測元件的感測系統的校正流程示意圖，請配合參閱圖1以利於理解。此流程包括：經由複數個感測元件10提供複數個感測數值，所有感測元件10配置於同一處，每一感測元件10分別用以對一第一感測條件產生對應的感測數值，對一第二感測條件產生對應的感測數值，以及對一第三感測條件產生對應的感測數值(步驟S110)。此步驟中，視每一感測元件10對一第一感測條件產生對應的第一感測數值31，對一第二感測條件產生對應的第二感測數值32，以及對一第三感測條件產生對應的第三感測數值33。其中，各感測條件已於前述說明，在此不贅述。

經由一第一計算模組21依據對應該第一感測條件時該等感測元件10所產生之感測數值取得一第一平均值41，對應該第二感測條件時該等感測元件10所產生之感測數值取得一第二平均值42，以及對應該第三感測條件時該等感測元件10所產生之感測數值取得一第三平均值43(步驟S120)。如前述，第一計算模組21依據第一感測數值31取得第一平均值41，依據第二感測數值32取得第二平均值42，依據第三感測數值33取得第三平均值43。

經由一第二計算模組22依據每一感測元件10的第一感測數值31、第二感測數值32和第三感測數值33，以及第一平均值41、第二平均值42和第三平均值43，產生對應每一感測元件的一校正曲線54。(步驟S130)

在上述步驟S120中，更進一步時，第一計算模組21將與第一估算值之差未超出一第一臨界值的第一感測數值31所屬的感測元件10視為合格感測元件。第二計算模組22會依據每一個合格感測元件對應的第一感測值31、第二感測值32與第三感測值33，產生對應合格感測元件的校正曲線，藉此校正曲線來對合格感測元件進行校正作業。

或者上述步驟S120中，第一計算模組21於取得平均值的相關步驟，可將與第一估算值之差未超出第一臨界值的第一感測數值31所屬的感測元件10視為合格感測元件，合格感測元件依據第二感測條件進行感測，第一計算模組21將第二感測數值32平均計算取得一第二估算值， 並排除第二感測數值32與第二估算值之差超出一第二臨界值的感測元件10視為更新後的合格感測元件。更新後的合格感測元件依據第三感測條件進行感測，第一計算模組21將第三感測數值33平均計算取得一第三估算值，並排除第三感測數值33與第三估算值之差超出一第三臨界值的感測元件10視為更新後的合格感測元件。最後，第二計算模組22可依據更新後的合格感測元件對應的第一校正值51、第二校正值52與第三校正值53，產生對應合格感測元件的校正曲線。

本發明的方法可經由本發明的多感測元件的感測校正系統來來進行實作，本發明系統中各元件，可應用具特定邏輯電路的獨特硬體裝置或具特定功能的設備、裝置(如感測元件)來實作，如將程式碼和處理器/晶片整合成獨特硬體，或將程式碼和市售可得的特定設備整合。更進一步者，本發明的方法亦可經由一般用途處理器/計算器/伺服器與其它硬體來進行實作，部份元件(如第一計算模組、第二計算模組)可使一般用途處理器/計算器/伺服器讀取儲存程式碼的記錄媒體後執行。當程式碼被一般用途處理器/計算器/伺服器載入且執行時，此一般用途處理器/計算器/伺服器成為用以參與本發明系統的元件，類似于應用具特定邏輯電路的獨特硬體裝置，以執行本發明方法的操作步驟。

本發明亦可提出一種記錄媒體，經由一電子裝置讀取上述記錄媒體所儲存之程式碼後以執行多感測元件的校正方法，其中，該方法步驟如前所述，不再贅述。

綜上所述，乃僅記載本發明為呈現解決問題所採用的技術手段之實施方式或實施例而已，並非用來限定本發明專利實施之範圍。即凡與本發明專利申請範圍文義相符，或依本發明專利範圍所做的均等變化與修飾，皆為本發明專利範圍所涵蓋。

10‧‧‧感測元件

21‧‧‧第一計算模組

22‧‧‧第二計算模組

31‧‧‧第一感測數值

32‧‧‧第二感測數值

33‧‧‧第三感測數值

41‧‧‧第一平均值

42‧‧‧第二平均值

43‧‧‧第三平均值

51‧‧‧第一校正值

52‧‧‧第二校正值

53‧‧‧第三校正值

54‧‧‧校正曲線

61‧‧‧儲存模組

62‧‧‧輸入模組

71‧‧‧基準曲線

S110~S130‧‧‧步驟

圖1繪示本發明實施例之感測系統的第一種架構示意圖。

圖2A繪示本發明實施例之感測系統的第一種架構的一種資料傳輸示意圖。

圖2B繪示本發明實施例之感測系統的第一種架構的另一種資料傳輸示意圖。

圖3繪示本發明實施例之感測系統的第二種架構示意圖。

圖4繪示本發明實施例之具多感測元件的感測系統的校正流程示意圖。

10‧‧‧感測元件

21‧‧‧第一計算模組

22‧‧‧第二計算模組

Claims (17)

1. 一種多感測元件的校正系統，其包括：複數個感測元件，配置於同一處，每一感測元件分別用以對一第一感測條件產生一第一感測數值，對一第二感測條件產生一第二感測數值，以及對一第三感測條件產生一第三感測數值；以及一第一計算模組，依據對應該第一感測條件時該等感測元件所產生之第一感測數值取得一第一平均值，對應該第二感測條件時該等感測元件所產生之第二感測數值取得一第二平均值，以及對應該第三感測條件時該等感測元件所產生之第三感測數值取得一第三平均值；以及一第二計算模組，依據每一感測元件之第一感測數值、第二感測數值和第三感測數值，以及該第一平均值、該第二平均值和該第三平均值，產生對應每一感測元件的一校正曲線。
2. 如申請專利範圍第1項所述多感測元件的校正系統，其中，該第一計算模組依據對應該第一感測條件時該等感測元件所產生之第一感測數值取得該第一平均值，係先將該等第一感測數值進行平均計算以產生一第一估算值，從該等第一感測數值中選取與該第一估算值之差未超出一臨界值之第一感測數值進行平均計算，以產生該第一平均值。
3. 如申請專利範圍第1項所述多感測元件的校正系統，其 中，該第二計算模組更包括用以依據每一感測元件之該第一感測數值、該第二感測數值和該第三感測數值，以及該第一平均值、該第二平均值和該第三平均值，產生對應每一感測元件的一第一校正值、一第二校正值和一第三校正值；以及，且該第二計算模組係依據每一感測元件之第一校正值、第二校正值和第三校正值，以及該第一平均值、該第二平均值和該第三平均值，產生對應每一感測元件的校正曲線。
4. 如申請專利範圍第2項所述多感測元件的校正系統，其中，與該第一估算值之差未超出該臨界值之感測數值之感測元件，係為一合格感測元件，而該第二計算模組係依據每一合格感測元件之第一感測值、第二感測值和第三感測值，以及該第一平均值、該第二平均值和該第三平均值，產生對應該合格感測元件的校正曲線，以供該合格感測元件進行校正。
5. 如申請專利範圍第1項所述多感測元件的校正系統，其中，該第一感測條件、該第二感測條件和該第三感測條件係為該等感測元件於不同感測時間點進行感測作業。
6. 如申請專利範圍第1項所述多感測元件的校正系統，其中，該等感測元件係為溫度感測元件，而該第一感測條件、該第二感測條件和該第三感測條件係在不同溫度點進行感測作業。
7. 如申請專利範圍第1項所述多感測元件的校正系統，其中更包括一資訊提供模組，用以提供一基準曲線，且該 第二計算模組於產生對應該感測元件的該校正曲線之後，更依據一控制指令選擇該基準曲線與對應該感測元件的校正曲線兩者其中之一，以供該感測元件進行校正。
8. 如申請專利範圍第7項所述多感測元件的校正系統，其中該基準曲線係依據一標準感測元件於該第一感測條件、該第二感測條件和該第三感測條件的感測數值，以及依據該第一平均值、該第二平均值和該第三平均值而產生。
9. 一種具多感測元件的校正方法，其包括：經由複數個感測元件提供複數個感測數值，該等感測元件配置於同一處，每一感測元件分別用以對一第一感測條件產生一第一感測數值，對一第二感測條件產生一第二感測數值，以及對一第三感測條件產生一第三感測數值；經由一第一計算模組依據對應該第一感測條件時該等感測元件所產生之第一感測數值取得一第一平均值，對應該第二感測條件時該等感測元件所產生之第二感測數值取得一第二平均值，以及對應該第三感測條件時該等感測元件所產生之第三感測數值取得一第三平均值；以及經由一第二計算模組依據每一感測元件之第一感測數值、第二感測數值和第三感測數值，以及該第一平均值、該第二平均值和該第三平均值，產生對應每一感 測元件的一校正曲線。
10. 如申請專利範圍第9項所述具多感測元件的校正方法，其中該第一計算模組依據對應該第一感測條件時該等感測元件所產生之第一感測數值取得該第一平均值之該步驟更包括：經由該第一計算模組先將該等第一感測數值進行平均計算以產生一第一估算值，從該等第一感測數值中選取與該第一估算值之差未超出一臨界值之第一感測數值進行平均計算，以產生該第一平均值。
11. 如申請專利範圍第10項所述具多感測元件的校正方法，其中，與該第一估算值之差未超出該臨界值之感測數值之感測元件，係為一合格感測元件，而該第二計算模組係依據每一合格感測元件之第一感測值、第二感測值和第三感測值，以及該第一平均值、該第二平均值和該第三平均值，產生對應該合格感測元件的校正曲線，以供該合格感測元件進行校正。
12. 如申請專利範圍第9項所述具多感測元件的校正方法，其中，該第二計算模組產生對應每一感測元件的校正曲線之步驟，更包括：經由該第二計算模組依據每一感測元件之第一感測數值、第二感測數值和第三感測數值，以及該第一平均值、該第二平均值和該第三平均值，產生對應每一感測元件的一第一校正值、一第二校正值和一第三校正值；以及 經由該第二計算模組依據每一感測元件之第一校正值、第二校正值和第三校正值，以及該第一平均值、該第二平均值和該第三平均值，產生對應每一感測元件的校正曲線。
13. 如申請專利範圍第9項所述具多感測元件的校正方法，其中，該第一感測條件、該第二感測條件和該第三感測條件係為該等感測元件於不同感測時間點進行感測作業。
14. 如申請專利範圍第9項所述具多感測元件的校正方法，其中，該等感測元件係為溫度感測元件，而該第一感測條件、該第二感測條件和該第三感測條件係在不同溫度點進行感測作業。
15. 如申請專利範圍第9項所述具多感測元件的校正方法，更包括：經由一資訊提供模組提供一基準曲線；以及經由該第二計算模組於產生對應該感測元件的該校正曲線之後，依據一控制指令選擇該基準曲線與對應該感測元件的校正曲線兩者其中之一，以供該感測元件進行校正。
16. 如申請專利範圍第15項所述具多感測元件的校正方法，其中，該基準曲線係依據一標準感測元件於該第一感測條件、該第二感測條件和該第三感測條件的第一感測數值、第二感測數值和第三感測數值，以及依據該第一平均值、該第二平均值和該第三平均值而產生。
17. 一種記錄媒體，其儲存一電子裝置可讀取之程式碼，當電子裝置讀取該程式碼時執行一具多感測元件的校正方法，該方法包括下列步驟：經由複數個感測元件提供複數個感測數值，該等感測元件配置於同一處，每一感測元件分別用以對一第一感測條件產生一第一感測數值，對一第二感測條件產生一第二感測數值，以及對一第三感測條件產生一第三感測數值；經由一第一計算模組依據對應該第一感測條件時該等感測元件所產生之第一感測數值取得一第一平均值，對應該第二感測條件時該等感測元件所產生之第二感測數值取得一第二平均值，以及對應該第三感測條件時該等感測元件所產生之第三感測數值取得一第三平均值；以及經由一第二計算模組依據每一感測元件之第一感測數值、第二感測數值和第三感測數值，以及該第一平均值、該第二平均值和該第三平均值，產生對應每一感測元件的一校正曲線。