(12)发明专利申请
(10)申请公布号 CN 108225617 A(43)申请公布日 2018.06.29
(21)申请号 201711437314.8(22)申请日 2017.12.26
(71)申请人 潍柴动力股份有限公司
地址 261061 山东省潍坊市高新技术产业
开发区福寿东街197号甲(72)发明人 段晓成 姜化印 宋海涛 李晶
肖志刚 (74)专利代理机构 北京辰权知识产权代理有限
公司 11619
代理人 郎志涛(51)Int.Cl.
G01K 15/00(2006.01)G01L 25/00(2006.01)G01L 27/00(2006.01)
权利要求书2页 说明书4页 附图2页
CN 108225617 A(54)发明名称
传感器标定装置及标定方法(57)摘要
本发明属于传感器技术领域，具体涉及一种
本发明所述的传感传感器标定装置及标定方法。
器标定装置，包括标定软件、计量仪器和数据采集通道，所述计量仪器和所述数据采集通道能够分别与所述标定软件通讯连接，所述标定软件能够同时采集所述计量仪器和所述数据采集通道的数据信息，所述计量仪器能够为待标定的传感器提供恒定的温度或压力供所述传感器进行采集，所述传感器采集到的数据能够经所述数据采集通道处理后发送至所述标定软件进行标定。通过使用本发明所述的传感器标定装置及标定方法，能够同时采集计量仪器和数据采集通道中的数据，有效地对传感器的准确性指标、重复性指标、噪声指标以及线性指标进行计算，完成对传感器的修正。
CN 108225617 A
权 利 要 求 书
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1.一种传感器标定装置，其特征在于，包括标定软件、计量仪器和数据采集通道，所述计量仪器和所述数据采集通道能够分别与所述标定软件通讯连接，所述标定软件能够同时采集所述计量仪器和所述数据采集通道的数据信息，所述计量仪器能够为待标定的传感器提供恒定的温度或压力供所述传感器进行采集，所述传感器采集到的数据能够经所述数据采集通道处理后发送至所述标定软件进行标定。
2.根据权利要求1所述的传感器标定装置，其特征在于，所述传感器为压力传感器或温度传感器中的一种。
3.根据权利要求1所述的传感器标定装置，其特征在于，所述计量仪器的精度高于所述传感器的精度，且所述计量仪器能够通过与显示器通讯连接实现示数可读。
4.根据权利要求1所述的传感器标定装置，其特征在于，所述传感器的采集频率为1Hz。5.根据权利要求1所述的传感器标定装置，其特征在于，所述计量仪器按照所述传感器量程设置10个点的分度值，所述标定软件的记录频率为5Hz，每个采集点的记录时间为30s。
6.一种传感器标定方法，其特征在于，根据上述权利要求1-5中任一项所述的传感器标定装置进行实施，包括以下步骤：
将所述计量仪器按照所述传感器的量程设置为十个点的分度值；将标定软件的频率设置为5Hz，待所述传感器的读数稳定后记录时长为30s；利用所述标定软件同时采集所述计量仪器的数据和所述数据采集通道的数据；将采集到的所述计量仪器的数据和所述数据采集通道的数据导出；对导出后的数据进行分析处理，得到所述传感器的准确性指标、重复性指标、噪声指标以及线性指标；
对所述传感器的准确性指标、重复性指标、噪声指标以及线性指标进行限值处理，得到所述传感器的修正系数；
利用所述修正系数对所述传感器进行修正。7.根据权利要求6所述的传感器标定方法，其特征在于，将所述计量仪器按照所述传感器的满量程、零点、四分之一量程、二分之一量程、四分之三量程、满量程、四分之三量程、二分之一量程、四分之一量程和零点依次顺序设置为十个分度值。
8.根据权利要求6所述的传感器标定方法，其特征在于，利用VBA工具中AVERAGE、SQRT、SLOPE、STEYX、RSQ和INTERCEPT对导出后的数据进行分析处理，得到所述传感器的准确性指标、重复性指标、噪声指标以及线性指标。
9.根据权利要求6-8中任一项所述的传感器标定方法，当所述传感器为温度传感器时，其特征在于，还包括对所述温度传感器的T90响应测试，包括以下步骤：
当所述温度传感器修正后，将所述计量仪器设置到所述温度传感器的满量程状态；当所述数据传输通道的示数稳定后，将所述温度传感器插入冰水中，同时将所述标定软件设置成1Hz的记录频率并通过所述标定软件实时采集所述数据传输通道的数据；
导出所述标定软件采集到的数据，并对所述数据进行限值处理，得到所述温度传感器的T90响应时间。
10.根据权利要求6-8中任一项所述的传感器标定方法，当所述传感器为压力传感器时，其特征在于，还包括对所述压力传感器的T90响应测试，包括以下步骤：
当所述压力传感器修正后，将所述计量仪器设置到所述压力传感器的满量程状态；
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权 利 要 求 书
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当所述数据传输通道的示数稳定后，将所述压力传感器泄压，同时将所述标定软件设置成1Hz的记录频率并通过所述标定软件实时采集所述数据传输通道的数据；
导出所述标定软件采集到的数据，并对所述数据进行限值处理，得到所述压力传感器的T90响应时间。
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说 明 书
传感器标定装置及标定方法
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技术领域
[0001]本发明属于传感器技术领域，具体涉及一种传感器标定装置及标定方法。背景技术
[0002]目前在温度或压力传感器常规的标定方法中，利用标准计量仪器与传感器通道进行单点比对，得出线性修正公式。常规方法的局限性在于选取的几个单点的标定数值无法计算得到传感器的准确性、重复性、噪声等指标，在标定并修正完成后仍然会出现传感器通道飘移、测量波动大等问题，无法全面地分析传感器的状态，甚至会引起由于传感器测量不准、更换不及时导致重复测量，极大地浪费了试验资源。发明内容
[0003]本发明的目的是为了解决上述存在的至少一个问题，该目的是通过以下技术方案实现的。
[0004]本发明提出了一种传感器标定装置，其中包括标定软件、计量仪器和数据采集通道，所述计量仪器和所述数据采集通道能够分别与所述标定软件通讯连接，所述标定软件能够同时采集所述计量仪器和所述数据采集通道的数据信息，所述计量仪器能够为待标定的传感器提供恒定的温度或压力供所述传感器进行采集，所述传感器采集到的数据能够经所述数据采集通道处理后发送至所述标定软件进行标定。[0005]进一步地，所述传感器为压力传感器或温度传感器中的一种。[0006]进一步地，所述计量仪器的精度高于所述传感器的精度，且所述计量仪器能够通过与显示器通讯连接实现示数可读。[0007]进一步地，所述传感器的采集频率为1Hz。[0008]进一步地，所述计量仪器按照所述传感器量程设置10个点的分度值，所述标定软件的记录频率为5Hz，每个采集点的记录时间为30s。[0009]本发明还提出了一种传感器标定方法，根据上述所述的传感器标定装置进行实施，包括以下步骤：
[0010]将所述计量仪器按照所述传感器的量程设置为十个点的分度值；[0011]将标定软件的频率设置为5Hz，待所述传感器的读数稳定后记录时长为30s；[0012]利用所述标定软件同时采集所述计量仪器的数据和所述数据采集通道的数据；[0013]将采集到的所述计量仪器的数据和所述数据采集通道的数据导出；[0014]对导出后的数据进行分析处理，得到所述传感器的准确性指标、重复性指标、噪声指标以及线性指标；
[0015]对所述传感器的准确性指标、重复性指标、噪声指标以及线性指标进行限值处理，得到所述传感器的修正系数；[0016]利用所述修正系数对所述传感器进行修正。[0017]进一步地，将所述计量仪器按照所述传感器的满量程、零点、四分之一量程、二分
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之一量程、四分之三量程、满量程、四分之三量程、二分之一量程、四分之一量程和零点依次顺序设置为十个分度值。[0018]进一步地，利用VBA工具中AVERAGE、SQRT、SLOPE、STEYX、RSQ和INTERCEPT对导出后的数据进行分析处理，得到所述传感器的准确性指标、重复性指标、噪声指标以及线性指标。
[0019]进一步地，当所述传感器为温度传感器时，还包括对所述温度传感器的T90响应测试，包括以下步骤：
[0020]当所述温度传感器修正后，将所述计量仪器设置到所述温度传感器的满量程状态；
[0021]当所述数据传输通道的示数稳定后，将所述温度传感器插入冰水中，同时将所述标定软件设置成1Hz的记录频率并通过所述标定软件实时采集所述数据传输通道的数据；[0022]导出所述标定软件采集到的数据，并对所述数据进行限值处理，得到所述温度传感器的T90响应时间。[0023]进一步地，当所述传感器为压力传感器时，还包括对所述压力传感器的T90响应测试，包括以下步骤：
[0024]当所述压力传感器修正后，将所述计量仪器设置到所述压力传感器的满量程状态；
[0025]当所述数据传输通道的示数稳定后，将所述压力传感器泄压，同时将所述标定软件设置成1Hz的记录频率并通过所述标定软件实时采集所述数据传输通道的数据；[0026]导出所述标定软件采集到的数据，并对所述数据进行限值处理，得到所述压力传感器的T90响应时间。
[0027]通过使用本发明所述的传感器标定装置及标定方法，能够同时采集计量仪器和数据采集通道中的数据，自由设定采集及记录频率，实时同步两者数据且实现连续记录，有效地对传感器的准确性指标、重复性指标、噪声指标以及线性指标进行计算，完成对传感器的修正。
[0028]同时，通过使用本发明所述的传感器标定装置及标定方法，利用VBA中的工具分析得出传感器的准确性、重复性、噪声以及线性回归等相关指标，全方位分析得出修正系数，标定结果更加可靠。
附图说明
[0029]通过阅读下文优选实施方式的详细描述，各种其他的优点和益处对于本领域普通技术人员将变得清楚明了。附图仅用于示出优选实施方式的目的，而并不认为是对本发明的限制。而且在整个附图中，用相同的参考符号表示相同的部件。在附图中：[0030]图1为本发明实施例的结构原理图；
[0031]图2为利用图1中实施例进行传感器标定的方法流程图；[0032]图3为利用图1中实施例进行标定点记录的原理图。[0033]附图中各标记表示如下：[0034]10：标定软件、20：计量仪器、30：数据采集通道、40：传感器。
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具体实施方式
[0035]下面将参照附图更详细地描述本公开的示例性实施方式。虽然附图中显示了本公开的示例性实施方式，然而应当理解，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能够更透彻地理解本公开，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。[0036]图1为本发明实施例的结构原理图。图2为利用图1中实施例进行传感器标定的方法流程图。图3为利用图1中实施例进行标定点记录的原理图。如图1所示，本实施例中的传感器标定装置，包括标定软件10、计量仪器20和数据采集通道30。计量仪器20和数据采集通道30能够分别与标定软件10通讯连接，标定软件10能够同时采集计量仪器20和数据采集通道30的数据信息，计量仪器20能够为待标定的传感器40提供恒定的温度或压力供传感器40进行采集，传感器40采集到的数据能够经数据采集通道30处理后发送至标定软件10进行标定。
[0037]其中，传感器40为压力传感器或温度传感器中的一种。[0038]为了更加精确的对传感器40进行标定，计量仪器20的精度高于传感器40的精度，且计量仪器20能够通过与显示器通讯连接实现示数可读。其中，计量仪器20按照传感器40的量程设置10个点的分度值，传感器40的采集频率为1Hz，标定软件10的记录频率设置为5Hz，每个采集点的记录时间为30s。这样，每个采集点包括150个数据点，计量仪器一共采集1500个数据点。
[0039]如图2所示，利用本实施例中的传感器标定装置对传感器40进行标定，包括以下步骤：
[0040]将计量仪器20按照传感器40的量程设置为十个点的分度值。[0041]如图3所示，本实施例中，计量仪器20按照传感器40的满量程、零点、四分之一量程、二分之一量程、四分之三量程、满量程、四分之三量程、二分之一量程、四分之一量程和零点依次顺序设置为十个分度值。
[0042]将标定软件10的频率设置为5Hz，待传感器40的读数稳定后记录时长为30s。[0043]在此记录过程中，每个采集点包括150个数据点，十个分度值共计1500个数据点，从而能够连续的采集计量仪器20和数据传输通道30的数据。同时记录当时标定环境的温度、湿度、压力以及时间，能够用于后期对标定和响应时间的检查。[0044]利用标定软件10同时采集计量仪器20的数据和数据采集通道30的数据。[0045]将采集到的计量仪器20的数据和数据采集通道30的数据导出。[0046]对导出后的数据进行分析处理，得到传感器40的准确性指标、重复性指标、噪声指标以及线性指标。
[0047]本实施例中，利用VBA工具中AVERAGE、SQRT、SLOPE、STEYX、RSQ和INTERCEPT等相关工具对导出后的数据进行分析处理，得到传感器40的准确性指标、重复性指标、噪声指标以及线性指标。
[0048]对传感器40的准确性指标、重复性指标、噪声指标以及线性指标进行限值处理，得到传感器40的修正系数。
[0049]根据相关法规规定，对传感器40的准确性指标、重复性指标、噪声指标以及线性指
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标的上、下限值进行规定，从而将超出范围的数据进行删除，根据符合规定的各项指标数据计算传感器40的修正系数。[0050]利用修正系数对传感器40进行修正。[0051]进一步地，当传感器40为温度传感器时，该标定方法还包括对温度传感器40的T90响应测试，包括以下步骤：
[0052]当温度传感器修正后，将计量仪器设置到温度传感器的满量程状态。[0053]当数据传输通道30的示数稳定后，将温度传感器插入冰水中，同时将标定软件10设置成1Hz的记录频率并通过标定软件10实时采集数据传输通道30的数据。[0054]导出标定软件10采集到的数据，并对数据进行限值处理，得到温度传感器的T90响应时间。
[0055]进一步地，当传感器40为压力传感器时，还包括对压力传感器的T90响应测试，包括以下步骤：
[0056]当压力传感器修正后，将计量仪器设置到压力传感器的满量程状态。[0057]当数据传输通道30的示数稳定后，将压力传感器泄压，同时将标定软件10设置成1Hz的记录频率并通过标定软件10实时采集数据传输通道30的数据。[0058]导出标定软件10采集到的数据，并对数据进行限值处理，得到压力传感器的T90响应时间。
[0059]通过使用本发明所述的传感器标定装置及标定方法，能够同时采集计量仪器和数据采集通道中的数据，自由设定采集及记录频率，实时同步两者数据且实现连续记录，有效地对传感器的准确性指标、重复性指标、噪声指标以及线性指标进行计算，完成对传感器的修正。
[0060]同时，通过使用本发明所述的传感器标定装置及标定方法，利用VBA中的工具分析得出传感器的准确性、重复性、噪声以及线性回归等相关指标，全方位分析得出修正系数，标定结果更加可靠。[0061]以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。
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