专利名称：传感器温度补偿自适应系统的制作方法
技术领域：
传感器温度补偿自适应系统 技术领域[0001]本实用新型属于工业自动化中测量技术类，特别是一种为了克服温度漂移，向智 能温度变送器设定温度补偿函数的自适应系统。
背景技术：
[0002]温度变送器的输出信号，会因为环境温度变化严重影响测量的准确性，即产生温 度漂移。传统的温度变送器基本上都是模拟式，模拟电子元件的的温度漂移符合对数特性， 用同一种元件、一种参数的元件或同一函数对其补偿，由于电子元件的离散性，对每一台温 度变送器温度漂移不是一样的，所以导致这些温度变送器品质不一致，相应的温度补偿函 数也不同。实用新型内容[0003]本实用新型所要解决的技术问题是提供一种能够适应品质不一的温度变送器设 定出相应的温度补偿函数的温度补偿自适应系统。[0004]为了解决上述技术问题，本实用新型提供如下技术方案[0005]传感器温度补偿自适应系统，包括温度变送器、操作器口、编程器或上位机、调温 装置，[0006]其中温度变送器包括依次相连的传感元件、输入电路、CPU处理电路，还包括与所 述传感元件相连的热电阻输入恒流源，分别与输入电路、CPU处理电路相连的电源电路，所 述传感元件分为彼此独立的测量传感元件与环境传感元件；[0007]所述调温装置包括环境调温装置与测量调温装置，所述测量传感元件设于测量调 温装置处，所述环境传感元件设于温度变送器内，而温度变送器设于环境调温装置的温度 调控空间内；[0008]所述CPU处理电路依次与操作器口、编程器相连。[0009]进一步，所述输入电路、CPU处理电路之间还依次连接有运算放大电路部分、A/D 转换电路。[0010]进一步，所述输入电路还连接有输入电路基准电路。[0011]所述编程器内预设有k-means算法、遗传算法或神经网络算法运算程序，所述CPU 处理电路内预设有的温度检测程序。[0012]上述温度补偿设定系统的使用方法[0013]步骤一利用环境调温装置设定一个确定的环境温度，然后调节测量调温装置，编 程器最终会获得与此次确定环境温度相对应的多组调温数据，其中每组调温数据包括环境 传感元件检测的环境温度tn、测量传感元件检测的待测温度X、CPU处理电路经预设温度检 测程序得出的关于待测温度的检测结果V ；(在温度变送器中tn、X均是在输入电路中就被 转化的对应电压值数字量，V直接就是CPU处理电路处理后的数字结果)[0014]步骤二 利用环境调温装置调整到另一个确定的环境温度，然后调节测量调温装置，获得与此次确定环境温度相对应的多组调温数据；[0015]步骤三数次重复步骤二，直至编程器得出达标的温度补偿函数为止，所述达标是指引入温度补偿函数后，待测物的测量输入值X与检测结果V呈线性变化。[0016]上述环境温度均符合传感元件的工作温度要求。
[0017]图1为本实用新型一种实施例的结构框图(未绘出环境调温装置、热电阻输入恒流源、电源电路)。
具体实施方式
[0018]传感器温度补偿自适应系统，包括温度变送器、操作器口、编程器或上位机、调温装置，[0019]其中温度变送器包括依次相连的传感元件、输入电路、CPU处理电路，还包括与所述测量传感元件相连的热电阻输入恒流源，与输入电路、CPU处理电路相连的电源电路，所述传感元件分为彼此独立的测量传感元件与环境传感元件；[0020]所述调温装置包括环境调温装置与测量调温装置，所述测量传感元件设于测量调温装置处，所述环境传感元件设于温度变送器内，而温度变送器设于环境调温装置的温度调控空间内；[0021]所述CPU处理电路依次与操作器口、编程器相连，所述编程器内预设有k-means算法、遗传算法或神经网络算法，所述CPU处理电路内预设有的温度检测程序。将温度变送器放在环境调温装置(如空调)，将测量传感元件放入某种温调装置中，如具有调温功能的恒温箱(即本发明的测量调温装置)的温度调控空间内，环境传感元件是为了采集温度变送器的环境温度tn，而测量传感元件则用来检测恒温箱的温度X ； CPU处理电路内预先设置了检测程序，在设定好温度补偿函数前，CPU处理电路可以直接得到变送器的温度检测结果V ;具体实施过程中传感元件采用Cu50铜电阻，为了防止铜电阻产生热循环，造成测量的不准确性，铜电阻工作电流只取O.1mA这样量值(通过连接热电阻输入恒流源实现)，转换梯度为O. 0216mV /°C。[0023]在温度变送器中tn、X均被转化为对应的电压值数字量，V直接就是数字结果，最后CPU处理电路会将tn、V、X作为一组数据输入到编程器中。通过环境调温装置与测量调温装置的调节可以得到多组数据。[0024]只要输入三个参数，V、X、tn,在理论状态下测量信号X与输出信号V应是单值线性关系，但由于tn的影响X与输出信号V实际上不是单值线性关系，具体是什么函数，没有必要追研。只要通过操作器口将三个参数输入到具有k-means算法、遗传算法或神经网络算法运算程序的编程器中，编程器自学习后生成温度补偿函数(Y= Σ Knf(tn))，并加载到 CPU处理电路原有的温度检测程序中，保持加载后的输入(X)输出(V)的量值转换为线性。[0025]这样温度变送器中的CPU处理电路便具备克服温漂的补偿函数(Y= Σ Knf (tn))， 能适用于各种不同的温度检测环境，达到准确测量的效果。由于温度变送器内的电路元件较多，即便是同一种元件，也无法保证元件性能完全一致，这样针对某一变送器所计算出的温度补偿函数(Y= Σ Knf(tn))不一定适用于另一个变送器。所以本申请所介绍的方法，每个变送器计算得出的温度补偿函会有所不同，但所实现的技术效果一致，均能解决本专利所列出的技术问题。[0026]Y表示由于环境温度影响使测量值V与真实值V7的偏差值，只要CPU处理电路应用原有的温度检测程序求得V并与温度补偿函数(Y= Σ Knf (tn))结合，并可近可能的得到真实值。[0027]以上所述的仅是本实用新型的优选实施方式，应当指出，对于本领域的技术人员来说，在不脱离本实用新型结构的前提下，还可以作出若干变形和改进，如将编程器替换为具有一定计算能力的上位机或服务器，这些也应该视为本实用新型的保护范围，这些都不会 影响本实用新型实施的效果和专利的实用性。
权利要求1.传感器温度补偿自适应系统，其特征在于包括温度变送器、操作器口、编程器或上位机、调温装置，其中温度变送器包括依次相连的传感元件、输入电路、CPU处理电路，还包括与所述传感元件相连的热电阻输入恒流源，分别与输入电路、CPU处理电路相连的电源电路，所述传感元件分为彼此独立的测量传感元件与环境传感元件；所述调温装置包括环境调温装置与测量调温装置，所述测量传感元件设于测量调温装置处，所述环境传感元件设于温度变送器内，而温度变送器设于环境调温装置的温度调控空间内；所述CPU处理电路依次与操作器口、编程器相连。
2.如权利要求1所述传感器温度补偿自适应系统，其特征在于所述输入电路、CPU处理电路之间还依次连接有运算放大电路部分、A/D转换电路。
专利摘要本实用新型公开了一种向智能温度变送器设定温度补偿函数的自适应系统，包括温度变送器、操作器口、编程器或上位机、调温装置，温度变送器其传感元件包括测量传感元件与环境传感元件，所述调温装置包括环境调温装置与测量调温装置，所述测量传感元件设于测量调温装置处，所述环境传感元件设于温度变送器内，而温度变送器设于环境调温装置的温度调控空间内。本实用新型克服了现有技术中温度变送器品质不一，难以设定温度补偿函数的技术缺陷，提供一种能够适应不同温度变送器，制定出对应温度补偿函数的自适应系统。
文档编号G01D3/028GK202853626SQ201220454558
公开日2013年4月3日 申请日期2012年9月7日 优先权日2012年9月7日
发明者唐晓陵 申请人:重庆蓝陵工业自控仪表有限责任公司