论温度传感器自动检定系统设计

王东

哈密市质量与计量检测所 新疆哈密 839000

温度传感器在诸多行业领域中应用，起到了重要作用，为了确保温度传感器可以稳定、可靠运行，需要在国家支持下制定新规范和制度，积极推动温度传感器自动检定系统设计优化。以往的计量检定缺少专门设备，检定效率不高，加之传感器接线复杂，需要操作人员具备较强的专业能力和职业素养，熟练操作检定设备开展工作。传统的检定方式局限性较大，难以满足实际需要，迫切的需要进一步改进和优化[1]。

1 系统硬件构成

温度传感器自动检定系统设计优化，应明确系统设计目标，优化系统硬件构成。计算机作为主体，基于USB 接口将检定设备连接在一起，温度标准器属于SWJ-KB 或是RCY-1A 型精密测温仪装置。在系统测量中应用扫描采集器，测量温度传感器四线制阻值，包括Keithley2000 和ASM-801B 等几种型号，其中ASM-801B可以接入8 路温度传感器，而Keithley2000 可以接入10 路，提供多种输入扩展模块，有两块7708 模块，最大接入40 路温度传感器[2]。

系统运行中，恒温槽创设均匀的温度场，使用数字多用表来计算温度计电阻，多个被检温度传感器基于低电势转换开关，借助数字多用表来检测温度传感器电阻，使用计算机使用数据采集卡来获取数据，最后使用计算机来计算温度值。比较分析温度传感器数值和标准值，综合评估温度传感器性能。

控制计算机作为自动检定系统的核心内容，使用GPIB 接口卡、通讯接口自动化检定温度传感器、低电势转换开关通道、校准流程，实现校准数据的综合分析和高效处理。如何确保温度场均匀，使用内部搅拌机搅拌介质，控制恒温槽温度始终保持恒定状态。另外，基于温度传感器来调整恒温槽中介质温度，可以形成反馈电路创设均匀的温度场[3]。

2 系统的偏差分析和处理

温度传感器自动检定系统设计中，自动化检定系统不可避免存在误差，同数字多用表、温度场稳定性、检定装置温度场不均匀性等因素联系较为密切。系统选择直接比较法来检定温度传感器，此种方法通常是在工业实验室和计量实验室中应用。校准温度传感器，一个基础条件则是保证温度场稳定，温度范围最小为零点几mK，最大为几百mK，被检定温度系统温度和固定点温度始终保持一致。如果两个热力学系统保持不同状态，两个系统相互接触出现热交换，一段时间后系统状态逐步趋于稳定[4]。热平衡是两个系统热交换下实现，在具体检定工作中要控制标准温度传感器、被检定传感器在恒温箱中深度值300mm 以上，偏离检定点则控制在2℃以内，每10 分钟变化在0.04℃范围内。需要注意的是，为了提升检定数据精准可靠，基于升温、降温过程进行一定次数的复测，最大程度上减少系统误差，减少温度场波动可能产生的不良影响[5]。

3 系统软件设计

软件设计中选择windows 操作系统，在Vc++ 平台上进行数据采集和处理，此种方式集合了标准化平台和图形化开发平台优势特点，有助于提升系统性能运行可靠性，并且通过灵活的界面设计，同数据库管理系统接口衔接，为后续的综合校准系统软件研制提供依据和支持。

自检模块是系统的一个主要模块，主要是检查系统内部所有模块运作情况，反映系统的运行状态，一旦系统出现故障则会第一时间定位故障位置，协调控制个程序模块，并为各个程序提供软面板调用接口；温度控制模块，可以实现恒温槽介质温度有效控制，契合检定标准要求；开关通道转换模块控制程序，基于数字万用表轮流测量温度传感器；数据采集模块可以测量恒温槽温度计电阻值，确定标准温度值；数据采集同步模块，可以同步控制标定系统计算机和测量系统；数据库管理模块，可以实现被校准仪器设备相关数据信息存储和分析；数据处理模块，统计、处理和对比测量结果，反映被检定结果精准度。

4 解决的问题

4.1 硬件设计

基于GPIB 卡收集数据，接口可以选择通用的IEEE-488 接口，在实验室条件下测量装置应用，电气、机械多多方面呈现突出的兼容性特点。基于温度控制器来控制继电器，控制精度、稳定性较为可观，满足系统灵活控制需要。

4.2 数据采集同步性

基于RS-232 通信功能，实现检定系统、被检定系统同步通讯，在发布采样指令时立刻采样，解决数据采集不同步问题。

5 结语

综上所述，温度传感器自动检定系统设计优化，应注重硬件和软件设计，优化参数配置，减少检定偏差和工作强度，切实提升检定效率，对于温度传感器更大范围应用具有积极作用。