電阻式溫度傳感器檢定系統(tǒng)及方法
【技術領域】
[0001] 本發(fā)明涉及溫度傳感器檢定技術領域，具體涉及電阻式溫度傳感器檢定系統(tǒng)及方 法。
【背景技術】
[0002] 電阻式溫度傳感器是工業(yè)生產過程中應用最多最廣的溫度傳感器之一。除了應用 于石油、化工、電力、軍事、航天等行業(yè)的過程測量和控制外，近年來各種各樣的溫度傳感器 越來越多的應用于醫(yī)療器械、分析儀器、電子裝備、制藥設備、家用電器和汽車工業(yè)中。作為 量大面廣的溫度計量器具，對其進行正確檢定以保證溫度量值的準確和統(tǒng)一，在溫度計量 的源頭把好質量關是非常重要的。
[0003] 以前電阻式溫度傳感器的檢定主要依據熱電阻相關檢定規(guī)程，不同企業(yè)由于所具 備的裝置和人員能力水平不同而選擇的檢定方式也不盡相同。大多數企業(yè)都使用手動控溫 方式，這種方式要求檢定人員花費大量時間來跟蹤恒溫設備的升降溫過程，不斷測量恒溫 設備的實際溫度，判斷設定溫度點是否穩(wěn)定，判斷恒溫條件是否符合檢定要求，當恒溫設備 達到設定的檢定點時，檢定人員通過觀察恒溫設備實際溫度的變化根據規(guī)程規(guī)定和經驗來 判斷是否開始測量數據，當檢定人員判斷認為滿足檢定條件時，檢定人員按照規(guī)程規(guī)定的 順序開始手動切換掃描開關，溫度傳感器的測量數據主要通過檢定人員采用數表和轉換開 關接收，然后再記錄前述測量數據。測量完成后，檢定人員需要按照規(guī)程規(guī)定的計算方法手 動計算檢定結果，然后再出具證書，將檢定結果輸入到證書中。這種采用人工檢定的方法， 會帶來一定的人為誤差，給檢定人員帶來強大的工作量，檢定結束后還需要對測量數據進 行計算處理和原始記錄存檔，這個過程也相當耗費時間，相當繁瑣。
[0004] 為此，許多科研部門和企事業(yè)單位對用于熱電阻的檢定方法、檢定裝置也做了大 量研究。隨著電子技術和計算機技術的發(fā)展，國內外的熱電阻檢定裝置也愈來愈自動化、智 能化。
[0005] 國外大多采用自動檢定系統(tǒng)對熱電阻溫度傳感器進行檢定。其領先的公司主要 有：美國FLUKE，英國約克等。美國FLUKE的溫度自動檢定系統(tǒng)可根據用戶的實際要求自行 組合各種溫度自動檢定系統(tǒng)，系統(tǒng)與計算機可通過RS232串口或USB接口連接，在檢定過程 中對恒溫設備實行自動控制，檢定完成后可生成ITS-90溫度系數及分度表，可自動生成檢 定證書。英國約克生產的全自動溫度檢定系統(tǒng)具有控制精度高、范圍廣的特點，計算機實時 監(jiān)控系統(tǒng)升溫過程，并繪制出控溫曲線，該系統(tǒng)還能自動生成檢定證書。
[0006] 由于國內的發(fā)展相對落后，多數計量檢定機構還采用人工的方法檢定熱電阻溫度 傳感器。就目前的發(fā)展現狀而言，國內也存在幾家溫度傳感器自動檢定系統(tǒng)研制成功的企 業(yè)或研究院所。如北京康斯特科技有限公司、泰然磐然測控科技有限公司、北京中航機電、 西航電子，它們生產的溫度自動檢定系統(tǒng)，能夠完成不同分度號的工作用不同線制的熱電 阻的自動檢定，系統(tǒng)技術指標符合現行有效的熱電阻檢定規(guī)程和校準規(guī)范的要求，能夠滿 足檢定需求。
[0007] 上述的電阻式溫度傳感器檢定系統(tǒng)主要以計算機為主體，由數字多用表、低熱電 勢掃描開關、高穩(wěn)定控溫儀、恒溫設備、通用打印機和專用軟件組成，其中，數字多用表與低 熱電勢掃描開關連接構成數據采集器。為了使系統(tǒng)滿足遠距離測量，系統(tǒng)低熱電勢掃描開 關與電阻式溫度傳感器之間使用銅芯導線連接。當系統(tǒng)恒溫設備控溫偏差不能滿足預設的 恒溫性能參數時，檢定人員可根據經驗判斷恒溫設備控溫是否穩(wěn)定，如果穩(wěn)定，可手動執(zhí)行 強制檢定。
[0008] 然而，這些電阻式溫度傳感器檢定系統(tǒng)也存在些問題。其一，現有系統(tǒng)檢定電阻 式溫度傳感器時，低熱電勢掃描開關裝置與標準器電阻式溫度傳感器、被檢電阻式溫度傳 感器通過較長的銅芯導線連接，由于連接導線具有較大的引線電阻，因此會引起較大的測 量誤差。其二，現有系統(tǒng)不能對恒溫設備控溫偏差進行完全自動修正，而是采取人工判斷方 法，該方法可能因為檢定人員的誤判導致檢定結果誤差大或結果不準確，或者控溫偏差值 不滿足相應檢定點的檢定要求時需要人為執(zhí)行強制檢定，最終導致檢定結果出現一定的誤 差。
[0009] 為此，期望尋求一種技術方案，以至少減輕上文所述的問題。

【發(fā)明內容】

[0010] 一方面，本發(fā)明要解決的技術問題是：提供一種能夠消除引線電阻引起的測量誤 差的電阻式溫度傳感器檢定系統(tǒng)。
[0011] 另一方面，本發(fā)明要解決的技術問題是：提供一種能夠消除引線電阻引起的測量 誤差的電阻式溫度傳感器檢定方法。
[0012] 就本發(fā)明的系統(tǒng)而言，為了解決上述技術問題，本發(fā)明采用下述技術方案。
[0013] 一種電阻式溫度傳感器檢定系統(tǒng)，包括 標準電阻式溫度傳感器，用于檢定被檢電阻式溫度傳感器時作為參考標準； 恒溫器，用于為所述標準電阻式溫度傳感器、被檢電阻式溫度傳感器提供恒定的溫度環(huán)境； 恒溫器控制模塊，用于控制所述恒溫器調整溫度； 數據采集器，其包括采集通道，其中一所述采集通道的引線短接形成修正通道，其用于 獲取所述修正通道的引線電阻值、與所述標準電阻式溫度傳感器電連接的采集通道的標準 器采集通道電阻值及與所述被檢電阻式溫度傳感器電連接的采集通道的被檢器采集通道 電阻值； 第一通信接口模塊，用于接收和輸出所述數據采集器所獲取的引線電阻值、標準器采 集通道電阻值及被檢器采集通道電阻值； 檢定任務管理模塊，用于依據所述第一通信接口模塊所輸出的引線電阻值修正當所述 恒溫器的溫度滿足相應檢定點的檢定條件時所述數據采集器所獲取的由該第一通信接口 模塊接收并輸出的標準器采集通道電阻值、被檢器采集通道電阻值以對應生成相應檢定點 的標準器采集通道電阻修正后值、被檢器采集通道電阻修正后值；以及 檢定結果生成模塊，當所有檢定點檢定完成時，用于依據所述標準器采集通道電阻修 正后值、被檢器采集通道電阻修正后值及所述被檢電阻式溫度傳感器的檢定規(guī)程所規(guī)定的 各檢定點的標稱電阻值、電阻值允許誤差及電阻溫度系數生成檢定結果。
[0014] 根據本發(fā)明，在電阻式溫度傳感器檢定系統(tǒng)中，數據采集器的一采集通道的引線 短接形成修正通道，檢定任務管理模塊依據第一通信接口模塊所輸出的引線電阻值修正當 恒溫器的溫度滿足相應檢定點的檢定條件時數據采集器所獲取的由該第一通信接口模塊 接收并輸出的標準器采集通道電阻值、被檢器采集通道電阻值以對應生成相應檢定點的標 準器采集通道電阻修正后值、被檢器采集通道電阻修正后值，檢定結果生成模塊當所有檢 定點檢定完成時依據依據標準器采集通道電阻修正后值、被檢器采集通道電阻修正后值及 所述被檢電阻式溫度傳感器的檢定規(guī)程所規(guī)定的各檢定點的標稱電阻值、電阻值允許誤差 及電阻溫度系數生成檢定結果。
[0015] 這樣構成的電阻式溫度傳感器檢定系統(tǒng)中，數據采集器的一采集通道的引線短接 形成修正通道，數據采集器的修正通道的引線電阻值被檢定任務管理模塊用于去修正當恒 溫器的溫度滿足相應檢定點的檢定條件時數據采集器所獲取的由該第一通信接口模塊接 收并輸出的標準器采集通道電阻值、被檢器采集通道電阻值，從而能夠消除標準電阻式溫 度傳感器、被檢電阻式溫度傳感器分別與相應采集通道電連接的引線的電阻值所引起的測 量誤差，即相應生成的該檢定點的標準器采集通道電阻修正后值、被檢器采集通道電阻修 正后值中不含相應引線的電阻值，進而提高檢定精度及準確性。
[0016] 此外，在本發(fā)明的系統(tǒng)中較佳的技術方案是，所述修正通道的引線及所述標準電 阻式溫度傳感器、被檢電阻式溫度傳感器分別與相應采集通道電連接的引線均為同材質同 外徑同長度的導線。
[0017] 根據本發(fā)明的系統(tǒng)，修正通道的引線及標準電阻式溫度傳感器、被檢電阻式溫度 傳感器分別與相應采集通道電連接的引線均為同材質同外徑同長度的導線，以盡量保證引 線電阻值、標準電阻式溫度傳感器與相應采集通道電連接的引線的電阻值及被檢電阻式溫 度傳感器與相應采集通道電連接的引線的電阻值相互相等，能夠簡化檢定操作，同時為后 續(xù)對這些數據計算處理的簡化奠定了基礎。
[0018] 此外，在本發(fā)明的系統(tǒng)中較佳的技術方案是，所述檢定任務管理模塊將所述第一 通信接口模塊所輸出的引線電阻值從當所述恒溫器的溫度滿足相應檢定點的檢定條件時 所述數據采集器所獲取的由該第一通信接口模塊接收并輸出的標準器采集通道電阻值、被 檢器采集通道電阻值中分別減去以對應生成相應檢定點的所述被檢器采集通道電阻修正 后值、標準器采集通道電阻修正后值。
[0019] 根據本發(fā)明的系統(tǒng)，檢定任務管理模塊采用將第一通信接口模塊所輸出的引線電 阻值從當恒溫器的溫度滿足相應檢定點的檢定條件時數據采集器所獲取的由該第一通信 接口模塊接收并輸出的標準器采集通道電阻值、被檢器采集通道電阻值中分別減去以對應 生成相應檢定點的被檢器采集通道電阻修正后值、標準器采集通道電阻修正后值，該算法 簡單，修正后的結果更精確。
[0020] 此外，在本發(fā)明的系統(tǒng)中較佳的技術方案是，還包括用于至少存儲各檢定點的所 述標準器采集通道電阻修正后值、被檢器采集通道電阻修正后值的存儲模塊。
[0021] 根據本發(fā)明的系統(tǒng)，存儲模塊能存儲各檢定點的所述標準器采集通道電阻修正后 值、被檢器采集通道電阻修正后值，方便數據的保存、查詢和利用。
[0022] 此外，在本發(fā)明的系統(tǒng)中較佳的技術方案是，所述檢定任務管理模塊還用于控制 所述數據采集器當所述恒溫器的溫度滿足相應檢定點的檢定條件時按巡檢次數巡回檢定 以多次獲取該檢定點的標準器采集通道電阻值、被檢器采集通道電阻值。
[0023] 根據本發(fā)明的系統(tǒng)，檢定任務管理模塊還用于控制數據采集器當所述恒溫器的溫 度滿足相應檢定點的檢定條件時按巡檢次數巡回檢定以多次獲取該檢定點的標準器采集 通道電阻值、被檢器采集通道電阻值，以減少隨機誤差，提高測量結果的準確度。
[0024] 此外，在本發(fā)明的系統(tǒng)中較佳的技術方案是，還包括恒溫性能及檢定條件監(jiān)控模 塊，其用于依據相應檢定點的溫度值及所述第一通信接口模塊所輸出的標準器采集通道電 阻值以生成恒溫性能監(jiān)控指令，并將該恒溫性能監(jiān)控指令發(fā)送給所述恒溫器控制模塊，所 述恒溫器控制模塊依據所述恒溫性能監(jiān)控指令自動控制所述恒溫器調整溫度，并且當該恒 溫器的溫度滿足相應檢定點的檢定條件時，其還用于生成檢定條件符合指令并發(fā)送給所述 檢定任務管理模塊。
[0025] 根據本發(fā)明的系統(tǒng)，恒溫器控制模塊依據恒溫性能及檢定條件監(jiān)控模塊生成的恒 溫性能監(jiān)控指令自動控制恒溫器調整溫度，從而實現對恒溫器的溫度進行自動監(jiān)控，能避 免檢定人員的人為因素導致檢定結果誤差大或結果不準確的問題，能夠提高檢定結果準確 度，并且當恒溫器的溫度滿足相應檢定點的檢定條件時，其還生成檢定條件符合指令并發(fā) 送給檢定任務管理模塊，檢定任務管理模塊據此控制系統(tǒng)自動進入檢定階段。
[0026] 此外，在本發(fā)明的系統(tǒng)中較佳的技術方案是，所述恒溫性能及檢定條件監(jiān)控模塊 包括 與所述第一通信接口模塊耦合的第二通信接口模塊，用于該恒溫性能及檢定條件監(jiān)控 模塊向外輸出或接收外部的信號和信息； 第一標準器數據內插子模塊，用于通過預設的分度表對所述第一通信接口模塊所輸出 的標準器采集通道電阻值進行線性內插以得到所述恒溫器的溫度測量值； 第一計算子模塊，用于從所述溫度測量值