。
[0049] 4)理论数字量：标准电阻发生器生成的100 Ω和190 Ω对应的标准的数字量。
[0050] 输油管道的温度表标定控制方法包括：控温设备控制及温度传感器采集系统操 作、第一次插值计算曲线拟合、第二次插值计算曲线拟合。
[0051] 如图1所示为本发明方法流程图，本发明所述的控温设备控制及温度传感器采集 系统操作，提供了石油行业输油管道在不同温度条件下，对实时温度值采集功能。控温设备 控制是在系统上电或复位，进入系统测试模式之后，控制温箱处于不同温度，同时调整标准 电阻发生器输出不同的电阻值。系统每隔1秒钟启动一次标准电阻值输出数字量采集，在 其他时间内，温度表进入休眠状态，等待下一次采集，这样保证了采集的实时性，可以降低 功耗。
[0052] 如图2所示为本发明的理论数字量推算方法图，是将仪表表卡放置于温箱中，根 据设计的温度点设定温度值_40°C，温度稳定要持续1小时，保证温度表表卡上的单片机内 部传感器的温度已经和温箱的温度保持一致。将标准电阻发生器输出100 Ω电阻值并用导 线引入温箱内，接到温度表表卡的传感器硬件接口上。单片机ADC自动按照采集时间间隔 对数字量进行采集，每次采集连续采样16次，将16个数据点存储在滤波数组内，用冒泡法 对数组元素进行排序，去除最大值和最小值，对剩余的14个值进行求平均值计算，得出真 实数字量。通过串口查询得到当前单片机的ADC采集的真实数字量标记为D11。调整标准 电阻发生器输出为190 Ω，通过串口查询得到此时单片机的ADC采集的真实数字量标记为 D12。查找温度传感器热敏电阻PT100标准电阻值对照表得出100 Ω电阻值和190 Ω电阻 值所对应的理论数字量分别为N1和N2。
[0053] 经过第一次测量得到了 D11和D12真实数字量，使用插值算法，进行曲线拟合，将 实时采集的真实数字量与标准电阻值对照表中的理论数字量建立起映射关系。设当前温度 下采集的真实数字量为D，所要得到的当前温度传感器PT100理论数字量为Z，建立公式如 下：
[0054]
[0055] 椎导龙得卑前淵庶下的理论教字量Z，
[0056]
[0057] 再次调整温箱的温度值，使温度分别设置为-20 °C、0 °C、20 °C、40 °C、60 °C、85 °C，按 照上述标定测试方法，得到这些温度下的标准电阻值100 Ω和190 Ω对应的真实数字量Dnl 和Dn2。则在全部模拟环境温度段中的计算理论数字量的公式为：
[0058]
[0059] 本发明所述的第一次插值计算曲线拟合，通过在不同环境温度下，对模拟温度传 感器PT100电阻值的进行采集，经过插值计算和曲线拟合，得到温度传感器实时采集的真 实数字量和标准电阻值对应的理论数字量之间的映射关系。通过这种算法可降低温度传感 器对温度表表卡的导热效应对单片机ADC采集准确性的影响，提高了温度表采集精度，降 低了温度表工作功耗。
[0060] 如图3所示为本发明的传感器温度值的推算方法图，温度表表卡置于工作环境 中，将温度传感器连接到温度表表卡接口上，并将其放置于油槽当中。根据设计的温度点设 定油槽温度为500°C，油槽温度稳定要持续0. 5小时以上，保证温度表传感器的温度和油槽 温度一致。通过串口读取当前温度下第一阶段所计算得到的理论数字量Z11。再次将油槽 温度调整为400°C，油槽温度稳定要持续0. 5小时以上。通过串口读取当前温度下第一阶段 所计算得到的理论数字量Z12。
[0061] 将得到的Z11和Z12理论数字量数值，使用插值算法，进行曲线拟合。将第一阶段 插值计算得到的理论数字量与油槽设定的温度建立起映射关系。设当前油槽温度下推导的 理论数字量为Z，所要得到的当前温度传感器采集的温度值为T，建立公式如下：
[0062]
[0063] 进而推导出当前传感器采集的温度T :
[0064]
[0065] 再次调整油槽的温度值，使温度分别调整到300°C、200°C、100°C、50°C、0°C，按照 上述第二阶段油槽标定的测试方法，得到其他温度点上的理论数字量。设某两个温度点的 理论数字量Znl和Zn2,对应的油槽温度值为T1和T2,在当前油槽温度下得到的理论数字 量为Z，所要求得的温度传感器的温度数值为T。则在全油槽温度段内的温度计算公式为：
[0066]
[0067] 在第二次插值计算曲线拟合之后，退出测试模式。在正常模式中，依照此种温度传 感器标定算法，按照设定的采集时间间隔，对温度传感器输出的温度值进行采集。
[0068] 这种标定算法的优点在于，有效的降低了温度传感器导热效应对单片机ADC采集 的影响。同时降低了软件设计的复杂度，减少了软件的计算量，每次对温度传感器的采集消 耗的能量要比复杂算法消耗的能量低，从而达到提高采集精度，降低功耗的目的。
【主权项】
1. 一种面向石油行业输油管道的溫度表标定控制方法，其特征在于，通过单片机ADC 采集到的真实数字量推算出理论数字量，根据推算出的理论数字量建立理论数字量与传感 器溫度值的映射关系，得出传感器溫度值。2. 根据权利要求1所述的面向石油行业输油管道的溫度表标定控制方法，其特征在 于，所述通过单片机ADC采集到的真实数字量推算出理论数字量包括W下步骤： 步骤1 :启动溫度表，通过串口配置进入系统测试模式，并设定单片机ADC的采集周 期； 步骤2 :在设定溫度下，单片机ADC按照设定的采集周期分别采集不同两组目标电阻值 时的输出电压值，W数组形式存储，并通过滤波处理后串口查询得出两组目标电阻的真实 数字量； 步骤3 :通过目标电阻的真实数字量，建立实时采集的真实数字量与理论数字量的映 射关系，从而求出当前溫度下的理论数字量。3. 根据权利要求1所述的面向石油行业输油管道的溫度表标定控制方法，其特征在 于，所述传感器溫度值计算过程如下：其中，Z。郝Z。2为选取两个溫度点的理论数字量，T郝T 2为对应的油槽溫度值，Z为在 当前油槽溫度下得到的理论数字量，T为传感器溫度值。4. 根据权利要求2或3所述的面向石油行业输油管道的溫度表标定控制方法，其特征 在于，所述当前溫度下的理论数字量计算过程为：其中，Dii和D 12为目标电阻的真实数字量，N 1和N 2为目标电阻的理论数字量，D为当前 溫度下的真实数字量，Z为当前溫度下的理论数字量。5. 根据权利要求2所述的面向石油行业输油管道的溫度表标定控制方法，其特征在 于，所述滤波处理过程包括：使用冒泡法对数组中的数值进行排列，滤除最大值和最小值， 求剩余的数据的平均值。6. 根据权利要求2所述的面向石油行业输油管道的溫度表标定控制方法，其特征在 于：所述设定溫度在-40°C~85°C范围内且在当前设定溫度下，单片机ADC内部传感器溫度 与溫箱溫度保持一致。
【专利摘要】本发明涉及一种面向石油行业输油管道的温度表标定控制方法，通过单片机ADC采集到的真实数字量推算出理论数字量，根据推算出的理论数字量建立理论数字量与传感器温度值的映射关系，得出传感器温度值。本发明降低了仪表表卡温度变化对ADC采集输出结果照成的影响，得到的传感器温度值能够达到5‰及以上的精度要求，并且降低了软件算法的难度，从而降低了设备能量消耗。
【IPC分类】G01K15/00
【公开号】CN105651420
【申请号】
【发明人】张锋, 赵雪峰, 刘 东, 杜方, 孙金, 张二鹏
【申请人】沈阳中科奥维科技股份有限公司
【公开日】2016年6月8日
【申请日】2014年12月4日