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基于温度自动测量系统的扫描开关校准方法研究

韩志鑫 何川 赵晶 文捷

韩志鑫,何川,赵晶,等. 基于温度自动测量系统的扫描开关校准方法研究[J]. 计量科学与技术,2023, 67(7): 18-24, 10 doi: 10.12338/j.issn.2096-9015.2023.0146
引用本文: 韩志鑫,何川,赵晶,等. 基于温度自动测量系统的扫描开关校准方法研究[J]. 计量科学与技术,2023, 67(7): 18-24, 10 doi: 10.12338/j.issn.2096-9015.2023.0146
HAN Zhixin, HE Chuan, ZHAO Jing, WEN Jie. Research on Calibration Methods for Scanning Switches in Automatic Temperature Measurement Systems[J]. Metrology Science and Technology, 2023, 67(7): 18-24, 10. doi: 10.12338/j.issn.2096-9015.2023.0146
Citation: HAN Zhixin, HE Chuan, ZHAO Jing, WEN Jie. Research on Calibration Methods for Scanning Switches in Automatic Temperature Measurement Systems[J]. Metrology Science and Technology, 2023, 67(7): 18-24, 10. doi: 10.12338/j.issn.2096-9015.2023.0146

基于温度自动测量系统的扫描开关校准方法研究

doi: 10.12338/j.issn.2096-9015.2023.0146
基金项目: 四川省科技厅科研项目(2023JDKY0040)。
详细信息
    作者简介:

    韩志鑫(1982-),中国测试技术研究院高级工程师,研究方向:计量检测及标准,邮箱:hzx8119@163.com

    通讯作者:

    赵晶(1974-),中国测试技术研究院高级工程师,研究方向:温度计量,邮箱: zj066@sina.com

  • 中图分类号: TB942

Research on Calibration Methods for Scanning Switches in Automatic Temperature Measurement Systems

  • 摘要: 针对温度自动测量系统中,计算机控制扫描开关通道切换时间与电测仪器采样时间不匹配导致的数据采集失真问题,在现有寄生电势和通道间数据采集差值的校准方法的基础上,提出了一种基于扫描开关通道间动态采集差值的校准方法。通过分析现行国家标准中的计量特性,选定了扫描开关校准测量标准,并进行了可行性试验。试验中,利用热电偶和热电阻自动测量系统转换开关来计算,对提出的温度自动测量系统扫描开关的校准方法进行了验证。根据试验结果对校准方法进行了改进,并进行了验证试验。研究结果表明,基于扫描开关通道间动态采集差值的校准方法有效解决了动态通道差值的测量问题,并满足了现行国家标准的要求。这一方法对于温度自动测量系统的数据采集具有重要的实用价值,能够提供准确可靠的温度测量数据。
  • 图  1  温度自动测量系统的工作机制示意图

    Figure  1.  Schematic of the working mechanism of the automatic temperature measurement system

    图  2  扫描开关运行校准流程图

    Figure  2.  Calibration flowchart for scanning switch operation

    图  3  输入信号示意图

    Figure  3.  Schematic of input signal

    图  4  电势值测量平均值

    Figure  4.  Average value of potential measurement

    图  5  电阻值测量平均值

    Figure  5.  Average value of resistance measurement

    图  6  输入信号优化结果示意图

    Figure  6.  Schematic of optimized input signal results

    图  7  电势值测量平均值

    Figure  7.  Average value of potential measurement

    图  8  电阻值测量平均值

    Figure  8.  Average value of resistance measurement

    表  1  现行规范中扫描开关有关计量特性

    Table  1.   Measurement characteristics of scanning switches in current specifications

    名称 标准偶系统 工作偶系统 工业阻系统
    寄生电势 ≤0.4 μV ≤0.5 μV ≤0.4 μV
    通道间数据采集差值 ≤1.0 μV ≤2.0 μV ≤2.0 μV或≤2.0 mΩ
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    表  2  扫描开关采用的计量标准

    Table  2.   Measurement standards adopted for scanning switches

    序号 标准名称 技术要求
    1 电测设备 准确度等级不低于0.005级,分辨力不低于0.01μV
    2 模拟温度信号源 准确度等级不低于0.01级,分辨力不低于0.1μV,分辨力不低于1mΩ
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    表  3  热电偶自动测量系统的扫描开关和电测仪表对照表

    Table  3.   Comparison table of scanning switches and electrical measurement instruments in thermocouple automatic measurement systems

    序号 扫描开关型号 电测仪表型号
    偶1,阻1 PR PR293
    偶2,阻2 PR 2010
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出版历程
  • 收稿日期:  2023-06-09
  • 录用日期:  2023-07-24
  • 修回日期:  2023-08-03
  • 网络出版日期:  2023-08-11
  • 刊出日期:  2023-07-18

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