CN103389434B - 检测电阻温度检测器的泄漏电流的方法和装置 - Google Patents

Abstract

公开了用于检测电阻温度检测器的泄漏电流的方法和装置。示例方法包括提供具有第一电阻电路和第二电阻电路的电阻温度检测器电路，检测该第一电阻电路的响应于施加第一电流到该第一电阻电路的第一电压，检测第二电阻电路的响应于施加第二电流到该第二电阻电路的第二电压，比较该第一和第二电压以确定差值，并且当该差值不在第一范围内时确定该电阻温度传感器电路中存在电流泄漏。

Description

检测电阻温度检测器的泄漏电流的方法和装置

技术领域

本公开主要涉及温度检测以及，更特别的，涉及检测电阻温度检测器的泄漏电流的方法和装置。

背景技术

在过程控制系统中，当使用孔板方法计算管线中的气体流量时，获得精确的温度测量值用于计算中是重要的。RTD(电阻温度检测器)电路用于精确地测量温度。

发明内容

示例的方法包括提供带有第一电阻和第二电阻的电阻温度检测器电路，检测响应于施加电流到该第一电阻的第一电压，并检测响应于施加该电流到该第二电阻的第二电压，比较该第一和第二电压以确定差值，并且当该差值不在第一范围内时确定在该电阻温度检测器电路中存在电流泄漏。

附图说明

附图1是已知的4-线电阻温度检测器的电路图；

附图2是根据本公开的教导而构造的示例电阻温度检测器的电路图；

附图3是示出了在电阻温度检测器电路中检测泄漏电流的示例方法的流程图；

附图4是示出了在电阻温度检测器电路中检测泄漏电流的另一示例方法的流程图；

附图5是可以用来实现图1的示例检测器的示例处理器系统的框图。

具体实施方式

虽然以下公开的示例系统除了其它部件之外包括在硬件上执行的软件和/或固件，但是需要指出的是，该系统仅仅是示意性的而不应认为是限定性的。例如，可预期的是：这些硬件，软件和固件部件中的所有或任一个可以仅在硬件中，仅在软件中，或在硬件和软件的任意组合中具体化。因此，虽然以下描述了示例系统，但是本领域技术人员会很容易的意识到所提供的该示例不是实现该系统的唯一途径。

RTD电路的准确性会被进出于测量该电阻的电路的泄漏电流所影响。在这种情况下，测量是不准确的，且因此计算出的温度也是不准确的。一摄氏度的温度变化能够引起所计算的气体流量中0.5％的误差。一些应用需要温度测量准确性等于或优于1摄氏度。例如，密闭交接(custody transfer)站就是具有这类准确性需求的主要应用。

如果RTD线路短路和/或线路管道中有水，已知的方法仅能显示电阻上的变化，并且直到输出超出标度(例如，存在严重误差(gross error))，才能显示故障。然而，这里公开的示例方法和装置检测小至1微安的泄漏，它代表大约0.04％的误差。因而，以下描述的示例方法和装置在误差变显著之前减少或阻止了气体流量的错误计算。这里公开的示例方法和装置还可以用于检测电路或接头处存在的水。该示例方法和装置还可以使得错误泄漏电流能够被检测，且因而用于实时修正故障的气体流量检测(例如，不使用物理修正)。

附图1是已知的4-线电阻温度检测器(RTD)电路100的电路图。RTD电路100包括具有温度-可变电阻值的电阻102。电阻102放置在待测环境104中，且电阻102假定与环境的温度基本相同。电流源106产生通过电阻102(例如，经过电阻108，110)的电流。接着可以检测电阻102上的电压(例如，经过电阻112，114)以确定电阻102的电阻值，并且因而得到电阻102和环境104的温度。

附图2是检测泄漏电流的示例电阻温度检测器电路200的电路图。与附图1的已知的RTD电路100相比，附图2的示例RTD电路200可以用于确定进或出于(例如在过程控制环境中的)该电路的电流泄漏。

附图2的示例RTD电路200包括放置在待测环境204中的电阻202。示例RTD电路200进一步包括第一感应电阻206，第二感应电阻208和比较器210。为了监控示例电阻202的两侧，示例感应电阻206，208从电阻202的相对端接到电阻202上。示例比较器210测量第一感应电阻206上的响应于(例如从电流源212，214)流经第一感应电阻206的已知电流的电压。比较器210也测量第二感应电阻208上响应于流经第二感应电阻208的相同已知电流的电压。

为了进行此测量，示例开关216和218(和测试电流开关220和222)是闭合的，以使得测试电流流经示例第一感应电阻206。示例比较器210通过放大器224测量输出。示例开关216和218然后断开并且开关226和228闭合使得测试电流流过示例第二感应电阻208。比较器通过放大器224测量输出。比较器210然后可以比较测量值。

在获得测量值后，示例比较器210比较测量值，以确定测量值之间的差值是否在一期望的范围内(例如，是否测量值基本相等)。举例来说，第一和第二感应电阻206，208可以是高精度电阻，具有相同的目标(例如标定的)电阻值。那样的话，如果流过第一和第二感应电阻206，208的电流相等或基本相等，那么比较器210得到的测量值的差值应该不超过阈值，该阈值与该些电阻值和/或施加电流的潜在混合误差有关。

在其它示例中，第一和第二感应电阻206，208可以是具有不同目标(例如标定的)电阻值的高精度电阻。在这些示例中，比较器210确定测量值的差值是否在期望差值的范围内。该范围可以基于，如电阻值和/或施加电流的潜在混合误差。

如果比较器210确定测量值的差值不在期望范围内(或比阈值大)，那么示例比较器210输出警报(例如标识)，该警报通知RTD电路200中存在潜在的电短路或泄漏情况。在一些示例中，比较器210控制开关216-222，226和228，放大器224，和/或电流源212，214。

图2中的示例比较器210，示例开关216-222，226，和228，和示例放大器224可以通过硬件、软件、固件和/或硬件、软件和/或固件的任意组合而实施。因而，例如，图2的示例比较器210，示例开关216-222，226，和228，和/或示例放大器224能够通过一个或多个电路、可编程处理器、专用集成电路(ASIC)、可编程逻辑器件(PLD)和/或现场可编程逻辑器件(FPLD)等实施。进一步的，示例比较器210，示例开关216-222，226，和228，和/或示例放大器224可以包括附加于或替代于图2所示部分的一个或多个元件、程序和/或器件。

实施示例比较器210，示例开关216-222，226，和228，和/或示例放大器224中的任意个的方法的流程示意图如附图3-4所示。在该示例中，该方法可以使用机器可读取指令实施，其包括通过处理器执行的程序，该处理器如在下面参照附图5所讨论的示例计算机500中的处理器512。该程序可以实体化于被存储在有形的计算机可读介质中的软件中，如计算机可读存储介质(例如CD-ROM，软盘，硬件驱动，数字通用光盘(DVD)，蓝光光盘，或连接处理器512的存储器)，但是整个程序和/或它的部分能够替代地由除处理器512之外的器件所执行和/或实体化于固件或专用硬件中。进一步的，虽然示例程序参考附图3-4的流程示意图进行描述，但是许多其它的实现示例比较器210，示例开关216-222，226，和228，和/或示例放大器224的方法可以替代地使用。例如，方框执行的顺序可以改变，和/或一些所述的方框可以被改变、删除或合并。

如以上提到的，附图3-4的示例方法可以通过编码指令(例如计算机可读指令)实施，其存储于有形的计算机可读介质如硬盘驱动器、闪存、只读存储器(ROM)、光盘(CD)、数字通用光盘(DVD)、高速缓存、随机存取存储器(RAM)和/或其它信息以任意持续时间储存(例如延长的时间周期、永久的、短暂的瞬间、临时缓冲、和/或信息的缓存)的存储介质。这里使用的，术语“有形的计算机可读介质”明确的定义为包括任何类型的计算机可读存储且排除传播的信号。附加地或替代地，附图3-4的示例方法可以通过编码指令(例如计算机可读指令)实现，其存储在非短暂计算机可读介质中，例如硬盘驱动器、闪存、只读存储器、光盘、数字通用光盘、缓存、随机存取存储器和/或其它信息以任意持续时间储存(例如延长的时间周期、永久的、短暂的瞬间、临时缓冲、和/或信息的缓存)的存储介质。在这里使用的，术语“非短暂计算机可读介质”明确的定义为包括任何类型的计算机可读介质且排除传播的信号。

附图3是检测RTD电路中的泄漏电流的示例方法300的流程示意图。示例方法300可以通过附图2的比较器210实施以检测RTD电路200的泄漏，和/或通过RTD电路200的使用者(例如技术员、安装者)实施。示例方法300可以在例如RTD电路中具有基本相等电阻来实现第一和第二电阻的情况下使用。

示例方法300开始时提供第一电阻(例如附图2中的感应电阻206)与RTD电路200连接(例如连接于电阻202)(方框302)。第二电阻(例如附图2中的感应电阻208)也被提供与RTD电路200连接(例如连接于电阻202)(方框304)。在示例方法300中，第一和第二电阻可以被提供在RTD电路200的相对侧上。

电流被施加到第一电阻(例如感应电阻206)(方框306)。示例比较器210测量第一电阻上的电压降(方框308)。电流被施加到第二电阻(例如感应电阻208)(方框310)。示例比较器210测量第二电阻上的电压降(方框312)。

示例比较器210确定第一和第二电压降之间的差值是否小于阈值(方框314)。如若差值小于阈值(方框314)，那么示例比较器210确定RTD电路200不存在电流泄漏(方框314)。相反的，如果电压降之间的差值不小于阈值(方框314)，那么示例比较器210确定RTD电路200存在可能的电流泄漏或其他问题，并产生维护标识或警报(方框318)。

在确定RTD电路200不存在泄漏(方框316)或存在泄漏(方框318)之后，附图3的示例方法300结束。在一些示例中，在方框316的确定RTD电路200不存在泄漏后，比较器210前进以由电阻202测量温度。

附图4是检测RTD电路的泄漏电流的另一示例方法400的流程示意图。示例方法400可以通过附图2的比较器210实现，以检测附图2的RTD电路200的泄漏，和/或通过RTD电路200的使用者(例如技术员、安装者)实现。示例方法400可以在例如RTD电路中安装了不相等的电阻来实现第一和第二电阻的情况下使用。

示例方法400开始时提供第一电阻(例如附图2的感应电阻206)连接RTD电路200(例如连接于电阻202)(方框402)。第二电阻(例如附图2的感应电阻208)也提供连接RTD电路200(例如连接于电阻202)(方框404)。在示例方法400中，第一和第二电阻可以设置为在RTD电路200的相对侧上。

电流被施加到第一电阻(例如感应电阻206)(方框406)。示例比较器210测量第一电阻上的电压降(方框408)。电流被施加到第二电阻(例如感应电阻208)(方框410)。示例比较器210测量第二电阻上的电压降(方框412)。

示例比较器210确定第一和第二电压降的差值是否在一范围内(方框414)。如果差值在一范围内(方框414)，示例比较器210确定RTD电路200不存在电流泄漏(方框414)。相反地，如果电压降之间的差值不在该范围内(方框414)，示例比较器210确定RTD电路200存在可能的电流泄漏或其他问题，并产生维护标识或警报(方框418)。

在确定RTD电路200不存在泄漏(方框416)或存在泄漏(方框418)后，附图4中的示例方法400结束。在一些示例中，在方框416的确定RTD电路200不存在泄漏后，比较器210前进以由电阻202测量温度。

附图5是可以用于实现附图2的示例比较器210，示例开关216-222，226，和228，和/或示例电流源212，214的示例处理器系统510的框图。如附图5所示，处理器系统510包括处理器512，其耦接于互连总线514。处理器512包括寄存器组或寄存器空间516，其在附图5中示为完全位于芯片上，但是它可以替代地全部或部分位于芯片外且通过专用的电连接和/或互连总线514而直接地耦接到处理器512上。处理器512可以是任意适用的处理器、处理单元或微处理器。虽然在附图5中没有示出，但是系统510可以是多处理器系统，且因此可以包括一个或多个额外的处理器，其与处理器512相同或类似，且它们通信地耦接到互连总线514。

附图5的处理器512耦接到芯片组518，其包括存储器控制器510和输入/输出(I/O)控制器522。如所周知地，芯片组通常提供I/O和存储器管理功能，还有多种一般目的和/或特殊目的的寄存器、定时器等，它们对于一个或多个耦接到芯片组518的处理器是可访问或可使用的。存储器控制器520提供了使处理器512(或若为多处理器情况下的处理器群)能够访问系统存储器524和大存储量存储器525的功能。

系统存储器524可以包括任何需要类型的短暂的和/或非短暂的存储器，例如静态随机存取存储器(SRAM)、动态随机存取存储器(DRAM)、闪存、只读存储器(ROM)等。大存储量存储器525可以包括任何需要类型的大存储量器件，包括硬盘驱动器、光盘驱动器、磁带存储器件等。

I/O控制器522执行使处理器512能够经由I/O总线532通信连接至外围输入/输出(I/O)器件526和528及网络接口532的功能。I/O器件526和528可以是任何需要类型的I/O器件，例如键盘、视频显示器或监视器、鼠标等。附图2的示例开关218-222，226，和/或228和/或示例电流源212，214可以通过I/O器件526和528执行和/或控制。网络接口530可以是例如以太网器件、异步传输模式(ATM)器件、802.11器件、DSL调制解调器、线缆调制解调器、蜂窝调制解调器等，它们能够使处理器系统510与其它处理器系统通信连接。

虽然存储器控制器520和I/O控制器522如附图5中被描述为芯片组518中分开的功能方框，但是由这些方框提供的功能可以集成到单个半导体电路中，或通过两个或更多的分开的集成电路所执行。

虽然这里公开了某些示例方法、装置和制造的产品，本发明专利的范围不局限于此。相反的，本专利覆盖了落入本发明权利要求范围内的所有的方法、装置和制造的产品。

Claims (22)

1.一种用于检测电阻温度检测器中的泄露电流的方法，包括：

提供了带有第一电阻电路和第二电阻电路的电阻温度检测器电路，其中，所述第一电阻电路和所述第二电阻电路耦接到所述电阻温度检测器电路的相对端；

检测所述第一电阻电路上响应于施加第一电流到所述第一电阻电路的第一电压；

检测所述第二电阻电路上响应于施加第二电流到所述第二电阻电路的第二电压；

比较所述第一和第二电压以确定差值；并且

当所述差值不在第一范围内时，确定所述电阻温度检测器中存在电流泄漏。

2.如权利要求1所述的方法，进一步包括当所述差值不在所述第一范围内时发出警报或标识。

3.如权利要求1所述的方法，进一步包括：

基于经由所述电阻温度检测器测得的温度，计算气体流量测量；以及

当所述差值不在所述第一范围内时，基本上实时地修正所述气体流量测量。

4.如权利要求1所述的方法，进一步包括当所述差值在所述第一范围内时，经由所述电阻温度检测器检测温度。

5.如权利要求1所述的方法，其中所述第一电阻电路和所述第二电阻电路具有基本上相等的电阻值，且所述第一电流基本上与所述第二电流相等。

6.如权利要求5所述的方法，其中所述第一范围与该些电阻值中的、或所述第一和第二电流中的至少一个的复合误差相关。

7.如权利要求1所述的方法，其中所述第一电阻电路和所述第二电阻电路的电阻值不同。

8.如权利要求1所述的方法，其中所述电流泄漏对应于一微安泄漏或更大。

9.如权利要求1所述的方法，进一步包括：

在第一时间区段内，施加所述第一电流到所述第一电阻电路；并且

在与所述第一时间区段不同的第二时间区段内，施加所述第二电流到所述第二电阻电路。

10.一种用于检测电阻温度检测器中的泄露电流的装置，所述装置包括：

电阻温度检测器电路，用于检测环境温度；

第一电阻电路；

第二电阻电路，其中，所述第一电阻电路和所述第二电阻电路被耦接于所述电阻温度检测器电路的相对端；和

比较器，用于确定差值，所述差值对应于施加电流下所述第一电阻电路的第一电压降和施加该电流下所述第二电阻电路的第二电压降的比较，并且用于基于该差值确定所述电阻温度检测器电路中是否存在电流泄漏。

11.如权利要求10所述的装置，其中当该差值不在第一范围内时，所述比较器用于发出警报或标识。

12.如权利要求10所述的装置，其中所述第一电阻电路和所述第二电阻电路具有基本相等的电阻值。

13.如权利要求10所述的装置，其中所述第一电阻电路和所述第二电阻电路具有不相等的电阻值。

14.如权利要求10所述的装置，其中所述电流泄漏对应于至少1微安泄漏。

15.如权利要求10所述的装置，其中所述比较器在第一时间检测所述第一电压降，且在与该第一时间不同的第二时间检测所述第二电压降。

16.一种有形的机器可读存储介质，包括机器可读指令，该指令当被执行时引起机器至少进行：

测量耦接到电阻温度检测器电路上的第一电阻电路的第一电压，测量所述第一电压是响应于施加第一电流到所述第一电阻电路；

测量耦接到该电阻温度检测器电路上的第二电阻电路的第二电压，测量所述第二电压是响应于施加第二电流到所述第二电阻电路；

比较所述第一和第二电压以确定差值；并且

基于该差值是否在第一范围内，确定该电阻温度检测器电路中是否存在电流泄漏。

17.如权利要求16所述的存储介质，其中当该差值不在所述第一范围内时，所述指令进一步引起机器进行发出警报或标识。

18.如权利要求16所述的存储介质，其中当所述差值在第一范围内时，所述指令进一步引起该机器经由所述电阻温度检测器测量温度。

19.如权利要求16所述的存储介质，其中所述第一电阻电路和所述第二电阻电路具有基本相等的电阻值，且所述第一电流与所述第二电流基本上相等。

20.如权利要求19所述的存储介质，其中所述第一范围对应于该些电阻值中的、或该第一和第二电流中的至少一个的复合误差。

21.如权利要求16所述的存储介质，其中所述第一电阻电路和所述第二电阻电路具有不相等的电阻值。

22.如权利要求16所述的存储介质，其中所述第一电阻电路和所述第二电阻电路被耦接到所述电阻温度检测器电路的相对端。