一种高精度的基准温度获取装置及其方法与流程

本发明涉及基准温度获取装置及其方法，具体是涉及一种高精度的基准温度获取装置及其方法。

背景技术：

随着水银温度计逐步退出市场，电子温度计的需求越来越大。不管接触式、红外式的电子温度计或者温度贴，都需要在生产过程中完成温度的校准和测试，体温计的基本精度是0.1摄氏度，因此生产过程中的校准或测试需要更高精度的温度基准源。

现有市场上已经有不少恒温的设备，可以提供不同精度的稳定温度，但是精度越高，恒温设备的系统越复杂，价格也呈指数式的上升，工厂大批量生产带来的设备采购及维护成本大增。

采用低精度的恒温设备，虽然也可以在其波动周期内，避开超限的时间，选择当其达到要求温度范围内的时候进行校准测试，但生产效率就会降低。

因此生产线上需要有一种低成本，高效率的方法和装置提供高精度的温度基准源，以方便对温度产品进行校准和测试。

技术实现要素：

本发明所要解决的技术问题是，克服上述背景技术的不足，提供一种高精度的基准温度获取装置及其方法，用低精度的温控来生成高精度的温度基准，可有效降低产线的设备成本，可有效提高生产效率。

本发明解决其技术问题采用的技术方案是，一种高精度的基准温度获取装置，包括恒温设备a、恒温设备b、处理器和测试机械臂，所述恒温设备a和恒温设备b之间设有传温导体，传温导体上设有多个温度传感器，多个温度传感器均与处理器相连，处理器与测试机械臂相连，所述处理器包括传感器温度记录模块、最接近基准温度传感器获取模块、基准点计算模块，传感器温度记录模块与最接近基准温度传感器获取模块相连，最接近基准温度传感器获取模块与基准点计算模块相连，所述传感器温度记录模块用于记录各温度传感器的温度；所述最接近基准温度传感器获取模块用于找到最接近基准温度的两个相邻温度传感器；所述基准点计算模块用于计算出传温导体上温度为基准温度的基准点；所述测试机械臂在处理器的控制下，将待测试产品置于传温导体的基准点上。

进一步，所述传温导体为金属棒导体。

进一步，所述传温导体的中间部分包裹有保温隔热材料。

一种高精度的基准温度获取方法，包括以下步骤：

（1）选取温度精度为d的恒温设备a和恒温设备b，将一根传温导体a端置于恒温设备a上，将传温导体b端置于恒温设备b上；

（2）传温导体中间段放置多个温度传感器，设定需要得到的基准温度为t基准，将恒温设备a的温度设为ta，ta≤t基准-d；将恒温设备b的温度设为tb，tb≥t基准+d；

（3）在传温导体上找到最接近基准温度t基准的两个相邻温度传感器si和si+1，读取温度传感器si的温度为ti，位置为li，li为温度传感器si离传温导体a端的距离；读取温度传感器si+1的温度为ti+1，位置为li+1，li+1为温度传感器si+1离传温导体a端的距离；

（4）设定传温导体上位置为l的点为基准点，基准点温度为t基准，l为传温导体上的基准点离传温导体a端的距离；根据传温导体中间部分呈现单调的线性或接近线性的ta～tb间的温度分布，可得到：

（l-li）/（li+1-li）=（t基准-ti）/（ti+1-ti），

即l=li+（li+1-li）×（t基准-ti）/（ti+1-ti），则求得传温导体上温度为t基准的基准点；

（5）将待测试产品置于传温导体温度为t基准的基准点上，获取到高精度的基准温度，开始启动校准或测试流程。

进一步，所述恒温设备a和恒温设备b的温度精度d比所需的温度精度至少低一个数量级。

进一步，相邻温度传感器之间的间隔距离相同。

与现有技术相比，本发明的优点如下：

本发明采用低成本的恒温设备，用低精度的温控来生成高精度的温度基准，可有效降低产线的设备成本；生产过程中几乎不受恒温设备温控波动的影响，可动态地锁定最佳的基准温度点，满足持续不间断的批量生产要求，可有效提高生产效率。

附图说明

图1是本发明实施例之高精度的基准温度获取装置的结构示意图。

图2是图1所示实施例的处理器的结构框图。

图中：1—恒温设备a，2—恒温设备b，3—长金属传温导体，

4—温度传感器，5—处理器，5-1—传感器温度记录模块，5-2—最接近基准温度传感器获取模块，5-3—基准点计算模块，6—测试机械臂，7—待测试产品。

具体实施方式

下面结合附图及具体实施例对本发明作进一步详细描述。

参照图1，本实施例之高精度的基准温度获取装置包括恒温设备a1、恒温设备b2、处理器5和测试机械臂6，恒温设备a1和恒温设备b2之间设有长金属传温导体3，长金属传温导体3上设有多个温度传感器4，多个温度传感器4均与处理器5相连，处理器5与测试机械臂6相连。

参照图2，处理器5包括传感器温度记录模块5-1、最接近基准温度传感器获取模块5-2、基准点计算模块5-3，传感器温度记录模块5-1与最接近基准温度传感器获取模块5-2相连，最接近基准温度传感器获取模块5-2与基准点计算模块5-3相连，传感器温度记录模块5-1用于记录各温度传感器4的温度；最接近基准温度传感器获取模块5-2用于找到最接近基准温度的两个相邻温度传感器；基准点计算模块5-3用于计算出长金属传温导体3上温度为基准温度的基准点。

测试机械臂6在处理器5的控制下，可将待测试产品7置于长金属传温导体3的基准点上。

本实施例中，长金属传温导体3为金属棒，长金属传温导体3的中间部分包裹有保温隔热材料，以减小外界对温度的影响。

本实施例之高精度的基准温度获取方法，包括以下步骤：

（1）选取低精度（温度精度为d）的恒温设备a1和恒温设备b2，将一根长金属传温导体3一端（a端）置于恒温设备a1上，将长金属传温导体3另一端（b端）置于恒温设备b2上；

（2）长金属传温导体3中间段放置多个温度传感器4，设定需要得到的基准温度为t基准，将恒温设备a1的温度设为ta，ta≤t基准-d；将恒温设备b2的温度设为tb，tb≥t基准+d；长金属传温导体3两头温度分别是ta和tb，基于良好的导热性能，长金属传温导体3中间部分则呈现单调的线性或接近线性的ta～tb间的温度分布；

（3）处理器5在长金属传温导体3上找到最接近基准温度t基准的两个相邻温度传感器si和si+1，读取温度传感器si的温度为ti，位置为li，li为温度传感器si离长金属传温导体3a端的距离；读取温度传感器si+1的温度为ti+1，位置为li+1，li+1为温度传感器si+1离长金属传温导体3a端的距离；

（4）设定长金属传温导体3上位置为l的点为基准点，基准点温度为t基准，l为长金属传温导体3上的基准点离长金属传温导体3a端的距离；根据长金属传温导体3中间部分呈现单调的线性或接近线性的ta～tb间的温度分布，可得到：

（l-li）/（li+1-li）=（t基准-ti）/（ti+1-ti），

即l=li+（li+1-li）×（t基准-ti）/（ti+1-ti），则求得长金属传温导体3上温度为t基准的基准点；

（5）处理器5控制测试机械臂6移动，将待测试产品7置于长金属传温导体3温度为t基准的基准点上，获取到高精度的基准温度，开始启动校准或测试流程。由于低精度恒温设备温度会有一定的波动，处理器5持续查询各温度传感器4的温度值，有变化时重新调整温度为t基准的基准点的位置，使得生产过程中待测试产品7始终可以获取一个高精度的温度基准源。

下面结合具体的数值对本实施例之高精度的基准温度获取方法予以说明。

设定温度产品的生产线上需要一个精准的25℃摄氏度，作为温度校准和测试的基准。有低精度的恒温设备，可达到±1度的精度。则将恒温设备a1的温度ta调整到：ta≤25-1℃即ta≤24℃；将恒温设备b2的温度tb调整到：tb≥25+1℃即tb≥26℃。

将一根长金属传温导体3一端（a端）置于恒温设备a1上，将长金属传温导体3另一端（b端）置于恒温设备b2上；这样长金属传温导条的a端在24℃左右波动，长金属传温导体3的b端在26℃左右波动，但基于恒温设备的精度控制，不会出现同时都高于25℃或都低于25℃的情况。这样长金属传温导体3就会出现从低到高，包含25℃的连续温度分布。

在长金属传温导体3上间隔放置多个温度传感器4，比如每隔100mm摆放一个，处理器5即可获取到整个长金属传温导体3上温度的分布情况；处理器5先从各个温度传感器4中，获取最接近25℃温度前后的两个相邻的传感器，假设长金属传温导体3上第6个传感器的温度为24.93℃，第7个传感器的温度为25.17℃，由于距离短，可以按温度在此区间是线性变化来处理，则通过计算：

n=（25-24.93）/（25.17-24.93）×100mm=29.17mm；

n表示长金属传温导体3上的基准点距离第6个传感器的距离，即在第6和第7个传感器之间，距离第6个传感器29.17mm的地方是最接近25℃温度的。测试机械臂6可将待测试产品7放在此处进行校准或测试。

假设机械臂的定位精度最大偏差有2mm，则可推算此条件下，理论上的精度也可以达到：

(25.17-24.93)/100×2≈0.005℃；

对只要0.1℃精度的体温计来说，完全能满足生产测试的需要。

同时，当温度传感器4的读数开始变化的时候，处理器5可实时处理，重新确定基准点，保证精度不随低精度恒温设备的波动影响。

在具体的实际应用中，相邻温度传感器之间的可以等间距也可以非等间距。

本发明恒温设备a和恒温设备b的温度精度d比所需的温度精度可至少降低一个数量级要求，如所需的温度精度为0.1℃，则采用的恒温设备a和恒温设备b的温度精度d可为1℃。

本发明采用低成本的恒温设备，用低精度的温控来生成高精度的温度基准，可有效降低产线的设备成本；生产过程中几乎不受恒温设备温控波动的影响，可动态地锁定最佳的基准温度点，满足持续不间断的批量生产要求。

本领域的技术人员可以对本发明进行各种修改和变型，倘若这些修改和变型在本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则这些修改和变型也在本发明的保护范围之内。

说明书中未详细描述的内容为本领域技术人员公知的现有技术。