温度标定方法及装置的制造方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及温度测量领域，特别是用于对温度传感器、测量模块进行温度标定的 方法与装置。
【背景技术】
[0002] 环境温度监测是半导体测量设备的重要模块之一，温度传感器常被用来实时监测 环境温度变化，其在实验和工业自动化设备中应用广泛。由于其固有特性的限制和设备对 温度精度要求，使用时常需要对其进行标定，而标定结果的准确性会对设备测量正常运行 产生影响。
[0003] 目前常用的标定方法是将温度传感器和测量模块作为整体进行，即将温度传感器 置于恒温装置，在不同温度下，测量模块将采集到的AD值存储并上传至PC，在PC控制下得 到多组标定温度与测量模块AD值数据对，以此作为查表依据或通过多点拟合等方法完成 温度标定。这样当其中一部分出现故障需要更换时，必须重新进行标定，而标定过程往往要 花费一定时间，这在半导体测量设备中是不允许的。
[0004] 因此，亟需一种标定准确，测温模块便于替换，维修时间短的温度标定方法。
【发明内容】
[0005] 为了弥补现有技术的以上缺点，本发明提出了一种对温度传感器、测量模块分别 进行标定的方法与装置。
[0006] 根据本发明的第一个方面，提供了一种用于温度标定的装置，包括：标定电阻，用 于模拟温度传感器在不同温度下所代表的电阻值；测量模块，耦接至所述标定电阻，用于采 集所述标定电阻的阻值信息，并输出相应的测量值；以及数据处理单元，耦接至所述测量模 块，用于基于若干所述测量值以及与该若干所述测量值对应的所述标定电阻的阻值，确定 所述标定电阻的阻值与所述测量值之间的对应关系。
[0007] 优选的，所述测量模块还包括：电阻信号转换单元，用于输出与其采集到的所述阻 值信息对应的信号，其中，所述电阻信号转换单元输出的信号是电压或电流信号；模数转换 器，用于根据所述电阻信号转换单元输出的信号产生对应的测量值。
[0008] 优选的，所述测量模块还包括：信号放大单元，耦接至所述电阻信号转换单元，用 于放大所述电阻信号转换单元的输出信号；滤波单元，将其所接收到的所述信号放大单元 的输出信号进行滤波后，输出至所述模数转换器。
[0009] 优选的，所述装置还包括：中央处理单元，用于采集来自所述模数转换器的输出信 号并发送至所述数据处理单元。
[0010] 优选的，所述装置还包括：恒温控制装置，用于为温度传感器的标定提供稳定的温 度场，所述恒温控制装置的精度大于所述温度传感器的测量精度。
[0011] 优选的，所述数据处理单元基于所述温度传感器的多个电阻值以及与该多个电阻 值对应的预设的温度，确定所述温度传感器的电阻值与温度的对应关系。
[0012] 本发明另一方面提出了一种用于温度标定的方法，包括以下步骤：A.获取多个温 度下待标定的温度传感器的电阻值以及测量模块的测量值；B.基于所述温度传感器的电 阻值、所述测量模块的测量值以及预设的温度确定所述电阻值、测量值分别与温度的对应 关系。
[0013] 优选的，所述步骤B中还包括：通过恒温控制装置为所述温度传感器提供预定的 温度场，其中，所述恒温控制装置的精度大于所述温度传感器的测量精度。
[0014] 优选的，所述步骤B中还包括：基于所述温度传感器的多个电阻值以及与该多个 电阻值对应的预设的温度，确定所述温度传感器的电阻值与温度的对应关系。
[0015] 优选的，所述步骤B中还包括：基于所述测量模块的的多个测量值以及与该多个 测量值对应的预设的电阻，确定所述测量模块的测量值与标定电阻的对应关系。
[0016] 优选的，所述步骤B中还包括：根据所述测量模块的测量值与标定电阻的关系，确 定与所述测量值相对应的电阻值，再根据所述温度传感器电阻值与温度的对应关系，确定 当前的温度。
[0017] 本发明将温度传感器和测量模块分别进行标定，发生故障时可直接替换故障部 分，然后利用数据处理单元修改标定参数即可，大大缩短了维修时间，降低了维修成本。
【附图说明】
[0018] 通过参考下列附图所给出的本发明的【具体实施方式】的描述之后，将更好地理解本 发明，并且本发明的其他目的、细节、特点和优点将变得更加显而易见。在附图中：
[0019] 图1为依据本发明实施例的对测量模块进行温度标定的架构示意图；
[0020] 图2为依据本发明一个实施例的温度标定方法的流程图。
【具体实施方式】
[0021] 下面将参照附图更详细地描述本公开的优选实施方式。虽然附图中显示了本公开 的优选实施方式，然而应该理解，可以以各种形式实现本公开而不应被这里阐述的实施方 式所限制。相反，提供这些实施方式是为了使本公开更加透彻和完整，并且能够将本公开的 范围完整的传达给本领域的技术人员。
[0022] 图1为依据本发明实施例的对测量模块进行温度标定的架构示意图。该温度标定 装置包括：测量模块10、标定电阻20以及数据处理单元30。其中，标定电阻20用于提供与 温度相关的阻值信息，即模拟电阻式温度传感器在不同温度下所代表的电阻值；测量模块 10用于采集不同温度下的标定电阻20的阻值信息，并与数据处理单元30进行通信，进而使 得数据处理单元30能够读取测量模块数据，并对数据进行处理，得出标定参数。
[0023] 可以理解的是，测量模块10可以通过有线或无线的方式与数据处理单元30进行 通信，通信协议也可以采取多种协议，譬如TCP/IP协议。
[0024] 为了能够更好地阐述如何对测量模块10进行温度标定，下面对测量模块10的架 构进行阐述。
[0025] 测量模块10包括电阻信号转换单元101、信号放大单元102、滤波单元103、模数 转换器（ADC) 104以及CPU105。其中，电阻信号转换单元101耦接至标定电阻20,从而可以 获取相应的电阻信号。可以理解的是，该电阻信号可以是不同标定电阻在不同温度下呈现 的电阻值。然后，电阻信号转换单元101将基于读取的电阻信号产生相应的电压/电流信 号，并输出至与其耦接的信号放大单元102。接着，信号放大单元102将根据设定放大其接 收到的电压/电流信号，并传输至滤波单元104,滤除高频信号，从而得到ADC104能够处理 的信号。ADC104将其接收到的模拟电压信号转换为相应的数字信号，并发送至CPU105以供 其对该数字信号进行处理。然后，CPU105通过有线或无线的方式与数据处理单元30通信， 将处理后的数字信号发送至数据处理单元30。数据处理单元30通过对其接收到的数据进 行处理，譬如多阶拟合，从而得到电阻与ADC输出值之间的关系。
[0026] 可选的，温度标定装置还包括恒温控制装置40。由于电阻式温度传感器是用来测 量环境温度的实时变化，并根据其温度的变化引起自身阻值发生变化，因此，需要用恒温控 制装置40为温度传感器标定提供稳定的温度场，从而能够准确地得到电阻式温度传感器 在不同温度下的电阻值。然后，在标定测量模块10的过程中，可以根据温度传感器在不同 温度下的电阻值，将标定电阻设定为相应的电阻值。
[0027] 可选的，电阻信号转换单元可以采用电桥法、恒流源法等能够实现对电阻精密测 量的方法，从而实现能够基于电阻值，输出 对应的电压信号。同样，电阻信号转换单兀 可以采用其他方法以输出电流信号。
[0028] 同样，为了能够对温度进行准确的标定，需要将标定电阻置于与温度传感器同样 的测试环境下，再进行测量。
[0029] 另外，为了提高标定的准确性，测量模块在标定过程中使用精密标定电阻，即在不 同的标定温度下，选取阻值为标定温度下温度传感器电阻值的精密标定电阻。以PT100钼 电阻为例，其在〇°C时的阻值为100Ω，则标定电阻选取100Ω ;54. 17°C时的阻值为121 Ω， 则标定电阻选取121Ω ;96. 03°C时的阻值为137Ω，则标定电阻选取137Ω ;。
[0030] 可以理解的是，上述的恒温控制装置的精度需高于温度传感器的测量精度。一般 地，±0. ore可满足应用要求。将待标定的温度传感器置于恒温控制装置中，并且保持各待 标定温度传感器位于同一高度，即各温度传感器位于同一水平面上。然后，调节恒温控制装 置到某一标定温度下，使用测量仪器（譬如万用表）记录此时温度传感器的电阻，计入表1。
[0031] 表1温度传