热电阻通道的校准装置、系统、方法、设备及介质与流程

1.本发明涉及器件校准的技术领域，特别是热电阻通道的校准装置、系统、方法、设备及介质。


背景技术：

2.分散控制系统(dcs)在化工、石化、电力等国内工业领域中都有着广泛的应用，其中热电阻(rtd)是分散控制系统里面一种很常用的传感器，用于工业应用中的温度测量。对于-200℃至 850℃之间的温度，热电阻可提供高精度和良好稳定性的出色特性组合。现在一般采用电阻箱来对热电阻通道进行校准以保障其精度，这样的方式存在一定的不足：
3.1.校准过程费时又费力，需要投入不少的人力对热电阻通道逐个校准。
4.2.通过实际结果来看，校准的精度有局限性，难以达到非常高的精度。


技术实现要素：

5.本发明要解决的技术问题是为了克服现有技术中对热电阻通道的校准存在困难的缺陷，提供一种热电阻通道的校准装置、系统、方法、设备及介质。
6.本发明是通过下述技术方案来解决上述技术问题：
7.本发明提供了一种热电阻通道的校准装置，所述校准装置包括：第一选择开关、第二选择开关、mcu、电源、多个电阻槽位，其中，每个电阻槽位中对应安装有一个校准电阻；
8.所述第一选择开关的一端与所述多个电阻槽位分别电连接，另一端与所述第二选择开关电连接；
9.所述第二选择开关的另一端与多个外部热电阻通道电连接；
10.所述mcu与所述第一选择开关、第二选择开关电连接；
11.所述电源用于向所述校准装置供电；
12.所述第一选择开关用于选择与目标电阻槽位电连接；
13.所述第二选择开关用于选择与待测量热电阻通道电连接；
14.所述mcu用于接收目标校准指令，并根据所述目标校准指令生成控制指令，控制所述第一选择开关和所述第二选择开关的开闭。
15.本发明还提供了一种热电阻通道的校准系统，所述校准系统包括：如前所述的校准装置、上位机、热电阻通道卡，其中，所述热电阻通道卡包括多个热电阻通道；
16.所述上位机与所述校准装置中的mcu电连接；
17.所述上位机与所述热电阻通道卡电连接；
18.所述热电阻通道卡通过所述多个热电阻通道与所述校准装置中的第二选择开关电连接；
19.所述上位机用于向所述mcu发送目标校准指令，其中，所述目标校准指令中包括预期电阻值以及待测量热电阻通道；
20.所述上位机还用于获取目标校准电阻的电阻值，并根据所述预期电阻值、目标校
准电阻的电阻值，计算得到所述待测量热电阻通道的补偿校准系数，其中，所述目标校准电阻安装于所述目标电阻槽位中。
21.优选地，所述上位机与所述mcu通过rs422总线电连接。
22.本发明还提供了一种热电阻通道的校准方法，所述校准方法应用于前述的校准系统，所述校准方法包括：
23.通过所述上位机向所述mcu发送第一目标校准指令，其中，所述第一目标校准指令中包括第一预期电阻值以及所述待测量热电阻通道；
24.通过所述mcu根据所述第一预期电阻值控制所述第一选择开关选择与第一目标电阻槽位电连接，所述第一目标电阻槽位中安装的校准电阻为第一目标校准电阻；
25.通过所述mcu根据所述待测量热电阻通道控制所述第二选择开关选择与所述待测量热电阻通道电连接；
26.通过所述上位机获取所述第一目标校准电阻的电阻值；
27.通过所述上位机向所述mcu发送第二目标校准指令，其中，所述第二目标校准指令中包括第二预期电阻值以及所述待测量热电阻通道；
28.通过所述mcu根据所述第二预期电阻值控制所述第一选择开关选择与第二目标电阻槽位电连接，所述第二目标电阻槽位中安装的校准电阻为第二目标校准电阻；
29.通过所述mcu根据所述待测量热电阻通道控制所述第二选择开关选择与所述待测量热电阻通道电连接；
30.通过所述上位机获取所述第二目标校准电阻的电阻值；
31.通过所述上位机，根据所述第一预期电阻值、第一目标校准电阻的电阻值、第二预期电阻值、第二目标校准电阻的电阻值，计算得到所述待测量热电阻通道的补偿校准系数。
32.优选地，所述上位机通过以下公式计算得到所述待测量热电阻通道的补偿校准系数：
[0033][0034]
b＝y
min-k*x
min
[0035]
其中，y
max
为所述第一预期电阻值；y
min
为所述第二预期电阻值；x
max
为所述第一目标校准电阻的电阻值；x
min
为所述第二目标校准电阻的电阻值。
[0036]
优选地，所述第一目标校准指令中包括第一线制要求，所述第二目标校准指令中包括第二线制要求，其中，所述线制要求为三线制或四线制；
[0037]
所述通过所述mcu根据所述第一预期电阻值控制所述第一选择开关选择与第一目标电阻槽位电连接的步骤之后包括：
[0038]
通过所述mcu根据所述第一线制要求控制所述第一选择开关选择第一目标线制；
[0039]
所述通过所述mcu根据所述第二预期电阻值控制所述第二选择开关选择与第二目标电阻槽位电连接的步骤之后包括：
[0040]
通过所述mcu根据所述第二线制要求控制所述第一选择开关选择第二目标线制。
[0041]
优选地，所述校准系统中还包括电流源，所述多个热电阻通道通过所述电流源与所述校准装置中的第二选择开关电连接；
[0042]
所述通过所述上位机获取所述第一目标校准电阻的电阻值的步骤具体包括：
[0043]
通过所述上位机测量所述第一目标校准电阻两端的电压值，作为第一目标电压值；
[0044]
通过所述电流源测量流过所述第一目标校准电阻的电流，得到第一目标电流值；
[0045]
通过以下公式计算得到所述第一目标校准电阻的电阻值：
[0046]
r＝u/i
[0047]
其中，r为所述第一目标校准电阻的电阻值；u为所述第一目标电压值；i为所述第一目标电流值；
[0048]
所述通过所述上位机获取所述第二目标校准电阻的电阻值的步骤具体包括：
[0049]
通过所述上位机测量所述第二目标校准电阻两端的电压值，作为第二目标电压值；
[0050]
通过所述电流源测量流过所述第二目标校准电阻的电流，得到第二目标电流值；
[0051]
通过以下公式计算得到所述第二目标校准电阻的电阻值：
[0052]
r＝u/i
[0053]
其中，r为所述第二目标校准电阻的电阻值；u为所述第二目标电压值；i为所述第二目标电流值。
[0054]
本发明还提供了一种电子设备，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，所述处理器执行所述计算机程序时实现前述的热电阻通道的校准方法。
[0055]
本发明还提供了一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现前述的热电阻通道的校准方法。
[0056]
本发明的积极进步效果在于：本发明提供的热电阻通道的校准装置中的mcu能根据目标校准指令控制选择开关自动选择与目标电阻、待测量热电阻通道电连接，如果校准装置中的电阻的阻值出现偏差，可以直接更换新电阻，提高了校准的精度、效率，降低了校准的人工、时间成本。
附图说明
[0057]
图1为本发明的实施例1提供的热电阻通道的校准装置的结构示意图。
[0058]
图2为本发明的实施例2提供的热电阻通道的校准系统的结构示意图。
[0059]
图3为本发明的实施例3提供的热电阻通道的校准方法的流程图。
[0060]
图4为本发明的实施例3提供的获取第一目标校准电阻的电阻值的方法的流程图。
[0061]
图5为本发明的实施例3提供的获取第二目标校准电阻的电阻值的方法的流程图。
[0062]
图6为本发明的实施例4提供的电子设备的结构示意图。
具体实施方式
[0063]
下面通过实施例的方式进一步说明本发明，但并不因此将本发明限制在所述的实施例范围之中。
[0064]
实施例1
[0065]
本实施例提供了一种热电阻通道的校准装置，该校准装置包括第一选择开关、第二选择开关、mcu、电源、多个电阻槽位，其中，每个电阻槽位中对应安装有一个校准电阻。
[0066]
第一选择开关的一端与多个电阻槽位分别电连接，另一端与第二选择开关电连接。
[0067]
第二选择开关的另一端与多个外部热电阻通道电连接。
[0068]
mcu与第一选择开关、第二选择开关电连接。
[0069]
电源用于向校准装置供电。
[0070]
第一选择开关用于选择与目标电阻槽位电连接。
[0071]
第二选择开关用于选择与待测量热电阻通道电连接。
[0072]
mcu用于接收目标校准指令，并根据目标校准指令生成控制指令，控制第一选择开关和第二选择开关的开闭。
[0073]
具体地，在本实施例中，电源可以采用usb接口，该校准装置的工作电压为5v。
[0074]
如图1所示，具体地，在本实施例中，该校准装置中可以有4个电阻槽为，分别为电阻槽位a、电阻槽位b、电阻槽位c、电阻槽位d，该校准装置还可以包括按键、显示屏、rs422总线、端子1-8。
[0075]
按键、显示屏、rs422总线与mcu电连接。
[0076]
rs422总线用于实现mcu与外部上位机的电连接。
[0077]
端子1-8用于实现第二选择开关与多个外部热电阻通道的电连接，其中，每个端子与一个对应的外部热电阻通道电连接。
[0078]
按键、显示屏可以用于选取目标线制以及待测量热电阻通道。
[0079]
本实施例提供的热电阻通道的校准装置中的mcu能根据目标校准指令控制选择开关自动选择与目标电阻、待测量热电阻通道电连接，如果校准装置中的电阻的阻值出现偏差，可以直接更换新电阻，提高了校准的精度、效率，降低了校准的人工、时间成本。
[0080]
实施例2
[0081]
本实施例提供了一种热电阻通道的校准系统，校准系统包括如实施例1的校准装置、上位机、热电阻通道卡，其中，热电阻通道卡包括多个热电阻通道。
[0082]
上位机与校准装置中的mcu电连接。
[0083]
上位机与热电阻通道卡电连接。
[0084]
热电阻通道卡通过多个热电阻通道与校准装置中的第二选择开关电连接。
[0085]
上位机用于向mcu发送目标校准指令，其中，目标校准指令中包括预期电阻值以及待测量热电阻通道。
[0086]
上位机还用于获取目标校准电阻的电阻值，并根据预期电阻值、目标校准电阻的电阻值，计算得到待测量热电阻通道的补偿校准系数，其中，目标校准电阻安装于所述目标电阻槽位中。
[0087]
具体地，在本实施例中，上位机与mcu通过rs422总线电连接。
[0088]
如图2所示，具体地，在本实施例中，热电阻通道卡中可以有8个热电阻通道，分别为第一通道、第二通道、第三通道、第四通道、第五通道、第六通道、第七通道、第八通道、。
[0089]
本实施例提供的热电阻通道的校准系统中的校准装置能根据目标校准指令控制选择开关自动选择与目标电阻、待测量热电阻通道电连接，如果校准装置中的电阻的阻值出现偏差，可以直接更换新电阻，提高了校准的精度、效率，降低了校准的人工、时间成本。
[0090]
实施例3
[0091]
本实施例提供了一种热电阻通道的校准方法，校准方法应用于如实施例2中的校准系统，如图3所示，校准方法包括：
[0092]
s301、通过上位机向mcu发送第一目标校准指令，其中，第一目标校准指令中包括第一预期电阻值以及待测量热电阻通道。
[0093]
s302、通过mcu根据第一预期电阻值控制第一选择开关选择与第一目标电阻槽位电连接，第一目标电阻槽位中安装的校准电阻为第一目标校准电阻。
[0094]
s303、通过mcu根据待测量热电阻通道控制第二选择开关选择与待测量热电阻通道电连接。
[0095]
s304、通过上位机获取第一目标校准电阻的电阻值。
[0096]
s305、通过上位机向mcu发送第二目标校准指令，其中，第二目标校准指令中包括第二预期电阻值以及待测量热电阻通道。
[0097]
s306、通过mcu根据第二预期电阻值控制第一选择开关选择与第二目标电阻槽位电连接，第二目标电阻槽位中安装的校准电阻为第二目标校准电阻。
[0098]
s307、通过mcu根据待测量热电阻通道控制第二选择开关选择与待测量热电阻通道电连接。
[0099]
s308、通过上位机获取第二目标校准电阻的电阻值。
[0100]
s309、通过上位机，根据第一预期电阻值、第一目标校准电阻的电阻值、第二预期电阻值、第二目标校准电阻的电阻值，计算得到待测量热电阻通道的补偿校准系数。
[0101]
具体地，在本实施例中，上位机通过以下公式计算得到待测量热电阻通道的补偿校准系数：
[0102][0103]
b＝y
min-k*x
min
[0104]
其中，y
max
为第一预期电阻值；y
min
为第二预期电阻值；x
max
为第一目标校准电阻的电阻值；x
min
为第二目标校准电阻的电阻值。
[0105]
具体地，在本实施例中，第一目标校准指令中包括第一线制要求，第二目标校准指令中包括第二线制要求，其中，线制要求为三线制或四线制。
[0106]
s302之后包括步骤：通过mcu根据第一线制要求控制第一选择开关选择第一目标线制。
[0107]
s306之后包括步骤：通过mcu根据第二线制要求控制第一选择开关选择第二目标线制。
[0108]
具体地，在本实施例中，校准系统中还包括电流源，多个热电阻通道通过电流源与校准装置中的第二选择开关电连接。
[0109]
如图4所示，具体地，在本实施例中，s304具体包括步骤：
[0110]
s3041、通过上位机测量第一目标校准电阻两端的电压值，作为第一目标电压值。
[0111]
s3042、通过电流源测量流过第一目标校准电阻的电流，得到第一目标电流值。
[0112]
s3043、通过以下公式计算得到第一目标校准电阻的电阻值：
[0113]
r＝u/i
[0114]
其中，r为第一目标校准电阻的电阻值；u为第一目标电压值；i为第一目标电流值。
[0115]
如图5所示，具体地，在本实施例中，s308具体包括步骤：
[0116]
s3081、通过上位机测量第二目标校准电阻两端的电压值，作为第二目标电压值。
[0117]
s3082、通过电流源测量流过第二目标校准电阻的电流，得到第二目标电流值。
[0118]
s3083、通过以下公式计算得到第二目标校准电阻的电阻值：
[0119]
r＝u/i
[0120]
其中，r为第二目标校准电阻的电阻值；u为第二目标电压值；i为第二目标电流值。
[0121]
本实施例提供的热电阻通道的校准方法能根据目标校准指令控制选择开关自动选择与目标电阻、待测量热电阻通道电连接，如果校准装置中的电阻的阻值出现偏差，可以直接更换新电阻，提高了校准的精度、效率，降低了校准的人工、时间成本。
[0122]
实施例4
[0123]
图6为本发明实施例4提供的一种电子设备的结构示意图。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，处理器执行计算机程序时实现前述实施例3的热电阻通道的校准方法。图6显示的电子设备40仅仅是一个示例，不应对本发明实施例的功能和使用范围带来任何限制。
[0124]
电子设备40可以以通用计算设备的形式表现，例如其可以为服务器设备。电子设备40的组件可以包括但不限于：上述至少一个处理器41、上述至少一个存储器42、连接不同系统组件(包括存储器42和处理器41)的总线43。
[0125]
总线43包括数据总线、地址总线和控制总线。
[0126]
存储器42可以包括易失性存储器，例如随机存取存储器(ram)421和/或高速缓存存储器422，还可以进一步包括只读存储器(rom)423。
[0127]
存储器42还可以包括具有一组(至少一个)程序模块424的程序/实用工具425，这样的程序模块424包括但不限于：操作系统、一个或者多个应用程序、其它程序模块以及程序数据，这些示例中的每一个或某种组合中可能包括网络环境的实现。
[0128]
处理器41通过运行存储在存储器42中的计算机程序，从而执行各种功能应用以及数据处理，例如本发明实施例3的热电阻通道的校准方法。
[0129]
电子设备40也可以与一个或多个外部设备44(例如键盘、指向设备等)通信。这种通信可以通过输入/输出(i/o)接口45进行。并且，模型生成的设备40还可以通过网络适配器46与一个或者多个网络(例如局域网(lan)，广域网(wan)和/或公共网络，例如因特网)通信。如图所示，网络适配器46通过总线43与模型生成的设备40的其它模块通信。应当明白，尽管图中未示出，可以结合模型生成的设备40使用其它硬件和/或软件模块，包括但不限于：微代码、设备驱动器、冗余处理器、外部磁盘驱动阵列、raid(磁盘阵列)系统、磁带驱动器以及数据备份存储系统等。
[0130]
应当注意，尽管在上文详细描述中提及了电子设备的若干单元/模块或子单元/模块，但是这种划分仅仅是示例性的并非强制性的。实际上，根据本发明的实施方式，上文描述的两个或更多单元/模块的特征和功能可以在一个单元/模块中具体化。反之，上文描述的一个单元/模块的特征和功能可以进一步划分为由多个单元/模块来具体化。
[0131]
实施例5
[0132]
本发明还提供一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现前述实施例3的热电阻通道的校准方法。
[0133]
其中，可读存储介质可以采用的更具体可以包括但不限于：便携式盘、硬盘、随机存取存储器、只读存储器、可擦拭可编程只读存储器、光存储器件、磁存储器件或上述的任意合适的组合。
[0134]
在可能的实施方式中，本发明还可以实现为一种程序产品的形式，其包括程序代码，当所述程序产品在终端设备上运行时，所述程序代码用于使所述终端设备执行实现实施例3的热电阻通道的校准方法。
[0135]
其中，可以以一种或多种程序设计语言的任意组合来编写用于执行本发明的程序代码，所述程序代码可以完全地在用户设备上执行、部分地在用户设备上执行、作为一个独立的软件包执行、部分在用户设备上部分在远程设备上执行或完全在远程设备上执行。
[0136]
虽然以上描述了本发明的具体实施方式，但是本领域的技术人员应当理解，这仅是举例说明，本发明的保护范围是由所附权利要求书限定的。本领域的技术人员在不背离本发明的原理和实质的前提下，可以对这些实施方式做出多种变更或修改，但这些变更和修改均落入本发明的保护范围。