一种温度传感器测试设备及温度传感器补偿方法与流程

1.本发明涉及传感器技术领域，具体而言，涉及一种温度传感器测试设备及温度传感器补偿方法。


背景技术：

2.温度作为国际单位制的七个基本量之一，测量温度的传感器的各种各样，温度传感器是温度测量仪表的核心部分，十分重要。温度传感器，顾名思义，是指能感受温度并转换成可用输出信号的传感器。温度传感器是温度测量仪表的核心部分，品种繁多，按测量方式可分为接触式和非接触式两大类，按照传感器材料及电子元件特性分为热电阻和热电偶两类。
3.零点漂移以及温度漂移的存在，会影响温度传感器的测量精度，导致测量结果的不准确。为了消除零点漂移以及温度漂移对温度传感器测量精度的影响，现有的方法一般通过设置温度检测电路和基准电路对温度传感器进行分别校准，将温度检测电路的输出电压和基准电路的输出电压分别校准到要求精度范围内，可以提高温度传感器的测量结果准确度。然而这种需要设置温度检测电路以及基准电路，无疑会增加温度传感器的成本，其成本较高，有待改进。


技术实现要素：

4.基于此，为了解决现有方法通过设置温度检测电路和基准电路对温度传感器进行分别校准，成本较高的问题，本发明提供了一种温度传感器测试设备及温度传感器补偿方法，其具体技术方案如下：
5.一种温度传感器测试设备，其包括恒温槽、待测温度传感器、温度值获取模块、拟合曲线获取模块以及补偿模块。
6.m个恒温槽标定不同预设温度值，恒温槽内存储有流体介质。待测温度传感器至少部分浸入恒温槽内的流体介质中，感应流体介质温度并根据流体介质温度生成初始温度信号。
7.温度值获取模块与待测温度传感器连接，用于接收初始温度信号以生成初始温度值。
8.拟合曲线获取模块用于获取a个预设温度值与初始温度值之间的差值以及对应的初始温度值之间的散点图，并对散点图进行拟合以获取拟合曲线。
9.补偿模块用于根据拟合曲线获取温度补偿值并利用温度补偿值对待测温度传感器的实际温度值进行补偿。其中，a≤m。
10.所述温度传感器测试设备通过获取a个预设温度值与初始温度值之间的差值以及对应的初始温度值之间的散点图，并对散点图进行拟合以获取拟合曲线，利用拟合曲线获取温度补偿值以对待测温度传感器的实际温度值进行补偿，无需设置温度检测电路以及基准电路，可以降低温度传感器的成本，提高温度传感器的测量精度，解决了现有方法通过设
置温度检测电路和基准电路对温度传感器进行分别校准，成本较高的问题。
11.进一步地，所述拟合曲线获取模块包括：
12.拟合精度获取单元，用于计算首次获取的拟合曲线的拟合精度δ；
13.曲线拟合单元，用于判断拟合精度是否小于预设阈值δ
max
，若拟合精度大于预设阈值，则重新获取多个预设温度值与初始温度值之间的差值以及对应的初始温度值之间的散点图，并对重新获取得到的散点图进行拟合以获取新的拟合曲线，直至拟合精度小于预设阈值。
14.进一步地，所述拟合精度获取单元根据公式计算拟合曲线的拟合精度；
15.其中，ti表示第i个补偿后的实际温度值，ti'表示第i个预设温度值，b表示拟合曲线的次数。
16.进一步地，拟合曲线的次数为3或4。
17.一种温度传感器补偿方法，其包括如下步骤：
18.s1，提供m个存储有流体介质且分别标定不同预设温度值的恒温槽；
19.s2，将待测温度传感器至少部分浸入恒温槽内的流体介质中，感应流体介质温度并根据流体介质温度生成初始温度信号；
20.s3，接收初始温度信号以生成初始温度值；
21.s4，获取a个预设温度值与初始温度值之间的差值以及对应的初始温度值之间的散点图，并对散点图进行拟合以获取拟合曲线；
22.s5，根据拟合曲线获取温度补偿值并利用温度补偿值对待测温度传感器的实际温度值进行补偿。
23.进一步地，在步骤s4中，获取a个预设温度值与初始温度值之间的差值以及对应的初始温度值之间的散点图，并对散点图进行拟合以获取拟合曲线的具体方法包括如下步骤：
24.s40，计算拟合曲线的拟合精度δ；
25.s41，判断拟合精度是否小于预设阈值δ
max
，若拟合精度大于或等于预设阈值，则重新获取多个预设温度值与初始温度值之间的差值以及对应的初始温度值之间的散点图，并对重新获取得到的散点图进行拟合以获取新的拟合曲线，直至拟合精度δ小于预设阈值δ
max
。
26.进一步地，所述拟合精度获取单元根据公式计算拟合曲线的拟合精度；
27.其中，ti表示第i个补偿后的实际温度值，ti'表示第i个预设温度值，b表示拟合曲线的次数。
28.进一步地，本发明提供一种计算机可读存储流体介质，所述计算机可读存储流体介质存储有计算机程序，当所述计算机程序被执行时实现所述的温度传感器补偿方法。
29.进一步地，本发明提供一种电子设备，包括存储器，处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，其特征在于，所述处理器执行所述计算机程序时实现所述
的温度传感器补偿方法。
附图说明
30.从以下结合附图的描述可以进一步理解本发明。图中的部件不一定按比例绘制，而是将重点放在示出实施例的原理上。在不同的视图中，相同的附图标记指定对应的部分。
31.图1是本发明一实施例中一种温度传感器补偿方法的整体流程示意图。
具体实施方式
32.为了使得本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合其实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用以解释本发明，并不限定本发明的保护范围。
33.需要说明的是，当元件被称为“固定于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。本文所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的，并不表示是唯一的实施方式。
34.除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施方式的目的，不是旨在于限制本发明。本文所使用的术语“及/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。
35.本发明中所述“第一”、“第二”不代表具体的数量及顺序，仅仅是用于名称的区分。
36.实施例一：
37.本发明提供一种温度传感器测试设备，其包括恒温槽、待测温度传感器、温度值获取模块、拟合曲线获取模块以及补偿模块。
38.m个恒温槽标定不同预设温度值，恒温槽内存储有流体介质。所述流体介质，包括但不限于为水。通过加热恒温槽内的流体介质，可以对恒温槽标定不同的预设温度值。
39.在分别标定m个恒温槽的预设温度值时，可以通过标准温度传感器测量恒温槽内的流体介质温度，进而对恒温槽内流体介质的温度进行标定。
40.待测温度传感器至少部分浸入恒温槽内的流体介质中，待测温度传感器感应流体介质温度并根据流体介质温度生成初始温度信号。
41.温度值获取模块与待测温度传感器连接，用于接收初始温度信号以生成初始温度值。在这里，温度获取模块包括但不限于为处理器或者工控机。
42.拟合曲线获取模块用于获取a个预设温度值与初始温度值之间的差值以及对应的初始温度值之间的散点图，并对散点图进行拟合以获取拟合曲线。
43.对于散点数据的曲线拟合方法，由于其属于本领域常规技术手段，故而在此不再赘述。
44.补偿模块用于根据拟合曲线获取温度补偿值并利用温度补偿值对待测温度传感器的实际温度值进行补偿。其中，a≤m。
45.具体地，获取的拟合曲线作为函数，以待测温度传感器的初始温度值作为自变量，因变量则为所述温度补偿值。
46.所述温度传感器测试设备通过获取a个预设温度值与初始温度值之间的差值以及对应的初始温度值之间的散点图，并对散点图进行拟合以获取拟合曲线，利用拟合曲线获取温度补偿值以对待测温度传感器的实际温度值进行补偿，无需设置温度检测电路以及基准电路，可以降低温度传感器的成本，提高温度传感器的测量精度，解决了现有方法通过设置温度检测电路和基准电路对温度传感器进行分别校准，成本较高的问题。
47.通过获取通过获取a个预设温度值与初始温度值之间的差值以及对应的初始温度值之间的散点图，并对散点图进行拟合以获取拟合曲线，采集待测温度传感器在m个恒温槽内的初始温度值，即可以对所述待测温度传感器各个点的实际温度值进行补偿，在提高待测温度传感器测量精度，降低成本的同时，还可以节省校准时间，提高待测温度传感器的校准效率。
48.实施例二：
49.本发明提供一种温度传感器测试设备，其包括恒温槽、待测温度传感器、温度值获取模块、拟合曲线获取模块以及补偿模块。
50.m个恒温槽标定不同预设温度值，恒温槽内存储有流体介质。所述流体介质，包括但不限于为水。通过加热恒温槽内的流体介质，可以对恒温槽标定不同的预设温度值。
51.在分别标定m个恒温槽的预设温度值时，可以通过标准温度传感器测量恒温槽内的流体介质温度，进而对恒温槽内流体介质的温度进行标定。
52.待测温度传感器至少部分浸入恒温槽内的流体介质中，待测温度传感器感应流体介质温度并根据流体介质温度生成初始温度信号。
53.温度值获取模块与待测温度传感器连接，用于接收初始温度信号以生成初始温度值。在这里，温度获取模块包括但不限于为处理器或者工控机。
54.拟合曲线获取模块用于获取a个预设温度值与初始温度值之间的差值以及对应的初始温度值之间的散点图，并对散点图进行拟合以获取拟合曲线。
55.对于散点数据的曲线拟合方法，由于其属于本领域常规技术手段，故而在此不再赘述。
56.补偿模块用于根据拟合曲线获取温度补偿值并利用温度补偿值对待测温度传感器的实际温度值进行补偿。其中，a≤m。
57.具体地，获取的拟合曲线作为函数，以待测温度传感器的初始温度值作为自变量，因变量则为所述温度补偿值。
58.所述温度传感器测试设备通过获取a个预设温度值与初始温度值之间的差值以及对应的初始温度值之间的散点图，并对散点图进行拟合以获取拟合曲线，利用拟合曲线获取温度补偿值以对待测温度传感器的实际温度值进行补偿，无需设置温度检测电路以及基准电路，可以降低温度传感器的成本，提高温度传感器的测量精度，解决了现有方法通过设置温度检测电路和基准电路对温度传感器进行分别校准，成本较高的问题。
59.通过获取通过获取a个预设温度值与初始温度值之间的差值以及对应的初始温度值之间的散点图，并对散点图进行拟合以获取拟合曲线，采集待测温度传感器在m个恒温槽内的初始温度值，即可以对所述待测温度传感器各个点的实际温度值进行补偿，在提高待测温度传感器测量精度，降低成本的同时，还可以节省校准时间，提高待测温度传感器的校准效率。
60.在本实施例中，所述拟合曲线获取模块包括拟合精度获取单元以及曲线拟合单元。
61.拟合精度获取单元用于计算首次获取的拟合曲线的拟合精度δ。
62.曲线拟合单元用于判断拟合精度是否小于预设阈值δ
max
，若拟合精度大于预设阈值，则重新获取多个预设温度值与初始温度值之间的差值以及对应的初始温度值之间的散点图，并对重新获取得到的散点图进行拟合以获取新的拟合曲线，直至拟合精度小于预设阈值。
63.具体而言，所述拟合精度获取单元根据公式计算拟合曲线的拟合精度；其中，ti表示第i个补偿后的实际温度值，ti'表示第i个预设温度值，b表示拟合曲线的次数。
64.优选地，拟合曲线的次数为3或4。经过试验表面，当拟合曲线的次数为3或4时，拟合曲线所代表的函数，能够对待测温度传感器的实际温度值进行补偿，以提高待测温度传感器的校准效率以及校准精确度。
65.通过计算拟合曲线的拟合精度，并判断拟合精度是否小于预设阈值，若不是则重新获取新的拟合曲线，直至拟合曲线的拟合精度小于预设阈值，所述温度传感器测量设备通过提高拟合曲线的拟合精度，可以进一步提高待测温度传感器的测量精确度。
66.实施例三：
67.如图1所示，本实施例提供一种温度传感器补偿方法，其包括如下步骤：
68.s1，提供m个存储有流体介质且分别标定不同预设温度值的恒温槽。
69.s2，将待测温度传感器至少部分浸入恒温槽内的流体介质中，感应流体介质温度并根据流体介质温度生成初始温度信号。
70.s3，接收初始温度信号以生成初始温度值。
71.s4，获取a个预设温度值与初始温度值之间的差值以及对应的初始温度值之间的散点图，并对散点图进行拟合以获取拟合曲线。
72.s5，根据拟合曲线获取温度补偿值并利用温度补偿值对待测温度传感器的实际温度值进行补偿。
73.所述温度传感器补偿方法通过获取通过获取a个预设温度值与初始温度值之间的差值以及对应的初始温度值之间的散点图，并对散点图进行拟合以获取拟合曲线，采集待测温度传感器在m个恒温槽内的初始温度值，即可以对所述待测温度传感器各个点的实际温度值进行补偿，在提高待测温度传感器测量精度，降低成本的同时，还可以节省校准时间，提高待测温度传感器的校准效率。
74.实施例四：
75.如图1所示，本实施例提供一种温度传感器补偿方法，其包括如下步骤：
76.s1，提供m个存储有流体介质且分别标定不同预设温度值的恒温槽。
77.s2，将待测温度传感器至少部分浸入恒温槽内的流体介质中，感应流体介质温度并根据流体介质温度生成初始温度信号。
78.s3，接收初始温度信号以生成初始温度值。
79.s4，获取a个预设温度值与初始温度值之间的差值以及对应的初始温度值之间的
散点图，并对散点图进行拟合以获取拟合曲线。
80.s5，根据拟合曲线获取温度补偿值并利用温度补偿值对待测温度传感器的实际温度值进行补偿。
81.所述温度传感器补偿方法通过获取通过获取a个预设温度值与初始温度值之间的差值以及对应的初始温度值之间的散点图，并对散点图进行拟合以获取拟合曲线，采集待测温度传感器在m个恒温槽内的初始温度值，即可以对所述待测温度传感器各个点的实际温度值进行补偿，在提高待测温度传感器测量精度，降低成本的同时，还可以节省校准时间，提高待测温度传感器的校准效率。
82.在本实施例中，在步骤s4中，获取a个预设温度值与初始温度值之间的差值以及对应的初始温度值之间的散点图，并对散点图进行拟合以获取拟合曲线的具体方法包括如下步骤：
83.s40，计算拟合曲线的拟合精度δ。
84.s41，判断拟合精度是否小于预设阈值δ
max
，若拟合精度大于或等于预设阈值，则重新获取多个预设温度值与初始温度值之间的差值以及对应的初始温度值之间的散点图，并对重新获取得到的散点图进行拟合以获取新的拟合曲线，直至拟合精度δ小于预设阈值δ
max
。
85.具体而言，所述拟合精度获取单元根据公式计算拟合曲线的拟合精度；其中，ti表示第i个补偿后的实际温度值，ti'表示第i个预设温度值，b表示拟合曲线的次数。
86.在s41中，其具体方法包括如下步骤：
87.s410，判断拟合精度是否小于预设阈值δ
max
时，若拟合精度大于等于预设阈值，则使a＝a+1并重新获取a个预设温度值与初始温度值之间的差值以及对应的初始温度值之间的散点图，并对重新获取得到的散点图进行拟合以获取新的拟合曲线。
88.s411，判断新的拟合曲线的拟合精度是否小于预设阈值，若否，则继续a＝a+1并重新获取a个预设温度值与初始温度值之间的差值以及对应的初始温度值之间的散点图，并对重新获取得到的散点图进行拟合以获取新的拟合曲线，以此列推，直至新的拟合曲线的拟合精度δ小于预设阈值δ
max
，则跳出循环。
89.更进一步地，在步骤s41中，其具体方法还包括如下步骤：
90.每获取新的拟合曲线，则使拟合次数n＝n+1；在δ≥δ
max
时，判断n是否大于n
max
，若n《n
max
，则重复步骤s410至步骤s411，直至δ《δ
max
或n≥n
max
；若n≥n
max
时，多次拟合所得拟合曲线的拟合均大于预设阈值，则根据拟合精度最小的拟合曲线获取温度补偿值并利用温度补偿值对待测温度传感器的实际温度值进行补偿。其中，n
max
表示拟合次数上限。
91.如此，通过设置预设阈值δ
max
以及拟合次数上限n
max
，并比较δ与δ
max
以及n与n
max
，所述方法可以进一步提高待测温度传感器测量精度，降低成本，节省校准时间，提高待测温度传感器的校准效率。
92.通过计算拟合曲线的拟合精度，并判断拟合精度是否小于预设阈值，若不是则重新获取新的拟合曲线，直至拟合曲线的拟合精度小于预设阈值，所述温度传感器测量设备通过提高拟合曲线的拟合精度，可以进一步提高待测温度传感器的测量精确度。
93.作为一种更优选的技术方案，所述方法包括如下步骤：
94.对m个预设温度值与初始温度值之间的差值以及对应的初始温度值进行随机组合以获取c条散点图，并对c条散点图进行拟合以获取c条拟合曲线；根据公式分别计算c条拟合曲线的拟合精度δ；比较c条拟合曲线的拟合精度，以拟合精度最小的一条拟合曲线对待测温度传感器的实际温度值进行补偿。在这里，a表示每一条拟合曲线对应的预设温度值个数，ti表示每一条拟合曲线第i个补偿后的实际温度值，ti'表示每一条拟合曲线第i个预设温度值，b表示拟合曲线的次数。
95.如此一来，所述方法可以获取多条拟合曲线并以拟合精度最小的一条拟合曲线作为标准，对待测温度传感器的实际温度值进行补偿，可以很好地提高待测温度传感器测量结果的精确度。
96.作为一种优选的技术方案，本发明提供一种计算机可读存储流体介质，所述计算机可读存储流体介质存储有计算机程序，当所述计算机程序被执行时实现所述的温度传感器补偿方法。
97.作为一种优选的技术方案，本发明提供一种电子设备，包括存储器，处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，其特征在于，所述处理器执行所述计算机程序时实现所述的温度传感器补偿方法。
98.以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。
99.以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。