CN115112266A

CN115112266A - 一种多通道测温校正方法、系统、存储介质及电子设备

Info

Publication number: CN115112266A
Application number: CN202210778709.9A
Authority: CN
Inventors: 刘文军; 江纬; 叶立平; 唐善斌; 唐可信
Original assignee: Hunan Aikusheng Technology Co ltd
Current assignee: Hunan Aikusheng Technology Co ltd
Priority date: 2022-07-04
Filing date: 2022-07-04
Publication date: 2022-09-27

Abstract

本申请公开了一种多通道测温校正方法、系统、存储介质及电子设备,该方法包括：采集第一时间的多个第一温度信息；开启一温度通道，根据一温度信息计算所述温度通道的校正系数；关闭当前温度通道并切换下一温度通道，直至计算出所有温度通道的校正系数，其中，一所述校正系数对应一所述第一温度信息；采集第二时间的多个第二温度信息；利用所述校正系数逐一对所述第二温度信息进行校正，以得到各温度通道最终的温度。本申请具有的技术效果是：降低了多通道测温及校正系统的生产成本。

Description

一种多通道测温校正方法、系统、存储介质及电子设备

技术领域

本申请涉及测温校正的技术领域，尤其是涉及一种多通道测温校正方法、系统、存储介质及电子设备。

背景技术

温度是工农生产过程中一个很重要而普遍的参数，温度的测量及校正起到了非常重要的作用，比如保证产品质量、提高生产效率、节约能源、生产安全中都需要对温度进行精准测量。因此多通道、低成本、高精度的测温装置有着广泛的需求。

在行业目前采用的测温校正方法中，要测量多路通道的温度时，一般通过一个带多路模拟数字转换器(Digital to analog converter)功能的微型计算机或外接ADC芯片拓展测温校正通道的微型计算机进行测温，而多通道ADC的微型计算机或外接ADC芯片的微型计算机的价格较为昂贵，存在生产成本过高的问题。

发明内容

为了改善多通道测温校正过程中生产成本高的问题，本申请提供一种多通道测温校正方法、系统、存储介质及电子设备。

第一方面，本申请实施例提供一种多通道测温校正的方法，采用如下技术方案：

多通道测温校正方法，适用于单一ADC通道的微型计算机，所述方法包括：

采集第一时间的多个第一温度信息；

开启一温度通道，根据一第一温度信息计算所述温度通道的校正系数；

关闭当前温度通道并切换下一温度通道，直至计算出所有温度通道的校正系数，其中，一所述校正系数对应一所述第一温度信息；

采集第二时间的多个第二温度信息；

利用所述校正系数逐一对所述第二温度信息进行校正，以得到各温度通道最终的温度。

通过上述技术方案，获取多个第一温度信息，然后逐一打开温度通道，通过温度通道将第一温度信息逐一输入到微型计算机的ADC通道中，微型计算机逐一计算第一温度信息的校正系数。采集第二温度信息，将第二温度信息逐一输入到微型计算机中，微型计算机利用校正系数对第二温度信息进行校正，该方案只使用一个ADC通道实现了多个温度的测温校正，从而降低了生产成本。

优选的，在所述采集第一时间的多个第一温度信息之前，还包括：

输出第一控制信号，所述第一控制信号用于开启温度电源。

优选的，在输出第一控制信号，所述第一控制信号用于开启温度电源之后，还包括：输出第二控制信号，所述第二控制信号用于关闭温度电源。

通过上述技术方案，启闭温度电源，以控制测温装置的工作时长，减少测温装置的发热量，减少发热量对测温的影响，进而提高了测温的准确度，同时，合理使用温度电源，减缓温度电源老化，延长温度电源的使用寿命，使整个测温校正过程处于低功耗的状态。

优选的，开启一温度通道，所述开启一温度通道，根据一第一温度信息计算所述温度通道的校正系数，包括：

通过ADC转换器将第一温度信息转换成第一AD信息；

利用第一校正公式计算所述温度通道的校正系数，其中，第一校正公式为：

其中，AD1为第一AD信息，N为ADC转换器的最大量程，R1为校正电阻阻值，R2为标准分压阻值，U2为温度电源标准电压，U1为AD参考电压，K为校正系数。

通过上述技术方案，将温度电源的误差与电子元件参数的误差折算成一个校正系数，改善了因温度电源与电子元件参数叠加产生的误差，进一步提高了测温的准确性。同时采用时分复用的技术手段，将多个第一温度信息相互交织在不同的时间段内沿着同一个通道传输，一次测量并计算校正系数的时间在几十微妙级别，提高了测温校正的效率。

优选的，所述利用所述校正系数逐一对所述第二温度信息进行校正，以得到各温度通道最终的温度，包括：

通过ADC转换器将第二温度信息转换为第二AD信息；

利用第二校正公式计算测温装置的内阻，其中，第二校正公式为：

式中，AD2为第二AD信息，N为ADC转换器的最大量程，Rx为测温装置的内阻，R2为标准分压阻值，U2为温度电源标准电压，U1为AD参考电压，K为校正系数；

根据测温装置的内阻，以查表或插值的方式得到最终的温度。

通过上述技术方案，将测温装置的芯片数据手册提前预存储在微型计算机内，通过计算得到测温装置的内阻后，通过查表或插值的方式直接可得最终测量后的温度，减少了运算量，提高了整体的校正检测效率。

优选的，在利用所述校正系数逐一对所述第二温度信息进行校正，以得到各温度通道最终的温度之后，还包括：

将所述最终的温度存储至微型计算机内置的存储器中。

通过上述技术方案，将最终测量的温度存储至微型计算机内，便于最终测量温度数据的调用。

第二方面，本申请实施例提供一种多通道测温校正的系统，采用如下技术方案：

温度采集模块，用于采集第一时间的多个第一温度信息；

系数计算模块，用于开启一温度通道，根据一温度信息计算当前温度通道的校正系数；

通道切换模块，用于关闭当前温度通道并切换下一温度通道，直至计算出所有温度通道的校正系数，其中，一所述校正系数对应一所述第一温度信息；

温度采集模块，还用于采集第二时间的多个第二温度信息；

系数计算模块，还用于利用所述校正系数逐一对所述第二温度信息进行校正，以得到各温度通道最终的温度。

通过上述技术方案，通过一温度通道计算获得的第一时间的第一温度信息得到多个第一温度信息对应的校正系数，再将获得的多个第二时间的第二温度信息继续通过一温度通道，利用校正系数得到校正后的温度。只使用一温度通道就实现了多通道测温校正，从而改善了多通道测温校正生产成本高的问题。

优选的，所述多通道测温校正系统，还包括：

IO口扩展模块，用于对数据通道进行拓展。

通过上述技术方案，扩展了微型计算机的数据通道，可采集更多的温度信息，同时预留数据口，可随时增加其他功能模块。

第三方面，本申请实施例提供一种计算机存储介质，所述计算机存储介质存储有多条指令，所述指令适于由处理器加载并执行上述的方法步骤。

第四方面，本申请实施例提供一种电子设备，可包括：处理器和存储器；其中，所述存储器存储有计算机程序，所述计算机程序适于由所述处理器加载并执行上述的方法步骤。

综上所述，本申请包括以下至少一种有益技术效果：

1.通过一温度通道计算获得的第一时间的第一温度信息得到多个第一温度信息对应的校正系数，再将获得的多个第二时间的第二温度信息继续通过一温度通道，利用校正系数得到校正后的温度。只使用一温度通道就实现了多通道测温校正，从而改善了多通道测温校正生产成本高的问题。

2.通过将测温装置的芯片数据手册提前预存储在微型计算机内，通过计算得到测温装置的内阻后，通过查表或插值的方式直接可得最终测量后的温度，减少了运算量，提高了整个测温校正的运行速度。

3.通过及时控制温度电源，减少电子元件的发热量，进一步加大了测温校正的准确度，同时，合理利用温度电源，减缓温度电源老化，延长温度电源的使用寿命，使整个测温校正过程处于低功耗的状态。

附图说明

图1是本申请实施例中测温校正方法的流程图。

图2是本申请实施例全过程流程图。

图3是本申请实施例中测温校正系统的结构框图。

图4是本申请实施例中测温校正系统的结构框图。

图5是本申请实施例提供的电子设备的结构示意图。

具体实施方式

以下结合附图1-5对本申请做进一步详细说明。

本申请实施例公开一种多通道测温校正方法，该方法基于多通道测温校正系统，该多通道测温校正系统首先要采集第一时间的多个第一温度信息；开启一温度通道，根据一温度信息计算所述温度通道的校正系数；关闭当前温度通道并切换下一温度通道，直至计算出所有温度通道的校正系数，其中，一所述校正系数对应一所述第一温度信息；采集第二时间的多个第二温度信息；利用所述校正系数逐一对所述第二温度信息进行校正，以得到各温度通道最终的温度。

本申请实施例公开一种多通道测温校正方法，参照图1，该方法包括以下步骤：

S10,采集第一时间的多个第一温度信息。

具体来说，第一时间校正前测温的时间，第一温度信息是各个设备在第一时间测得的温度信息，第一温度信息可通过温度传感器检测得到。例如，通过多个带内阻的温度传感器，其内阻阻值跟温度的变化成正比，利用其随着温度上升而成增长的特性来进行温度测量。

例如，可采用PT1000温度传感器，其中包含一个1000欧姆的铂电阻，当PT1000温度为0摄氏度时，它的阻值为1000欧姆，在100摄氏度时，它的阻值约为1385.005欧姆。

S20，开启一温度通道，根据一第一温度信息计算温度通道的校正系数。

具体来说，温度通道是指有多个第一温度信息时只通过一路信号通过的通道，传感器检测到的第一温度信息为模拟温度信息，在计算校正系数之前，先要将模拟温度信息转换为数字温度信息，其中，第一温度信息经温度通道传输至微型计算机内的AD转换器，AD转换器将相应的模拟温度信息转换为数字温度信息，并根据数字温度信息计算出第一温度信息的校正系数。

S30，关闭当前温度通道并切换下一温度通道，直至计算出所有温度通道的校正系数，其中，一校正系数对应一第一温度信息。

具体来说，通过通道切换模块进行温度通道的切换，通道切换模块可采用可控开关或数据选择器。第一温度信息传输至微型计算机内的AD转换器，AD转换器将模拟温度信息转换为数字温度信息，通过微型计算机对数字温度信息进行逐一计算，算出每个数字温度信息对应的校正系数，直到所有温度信息处理完为止。

例如，通道切换模块采用数据选择器，将多个温度信息传输至数据选择器，数据选择器只通过一个第一温度信息，该第一温度信息到达微型计算机内嵌的AD转换器中，经过转换将温度信息的模拟量转换为可计算的数字量进行校正系数的计算。数据选择器可采用74hc4051芯片，它是一款八选一模拟开关电路，当有8路温度信号通过时，可由微型计算机发出控制信号，选择其中1路信号传输至微型计算机中进行处理，并且，74hc4051芯片也可以通过级联的方式扩展，可实现同时对多路温度信号的处理。

例如，通道切换模块可选用SGM3005芯片，SGM3005芯片包括两个常开和两个常闭的可控开关，可根据微型计算机发出的控制信号将不同时间的温度信息切换传输至计算机内，其中，可控开关可采用电子模拟开关，例如MOS管，MOS管的内阻较低，可减小了传输过程中因温度变换上升的误差。

S40，采集第二时间的多个第二温度信息。

具体来说，第二时间是取得校正系数之后测温的时间，第二温度信息是第二时间测得的温度信息。

S50，利用校正系数逐一对所述第二温度信息进行校正，以得到各温度通道最终的温度。

具体来说，校正系数存储在微型计算机中，不同的校正系数存储在不同的位置，微型计算机根据相应的校正系数对第二温度信息校正，可提高温度检测的精准性。

可选的，参照图2，在S10之前，还包括：

S9，输出第一控制信号，第一控制信号用于开启温度电源。

可选的，在S9之后，还包括：

S41，输出第二控制信号，第二控制信号用于关闭温度电源。

例如，通过开关控制模块控制温度电源的电路的通断，微型处理器在需要采集第一温度时，发送第一控制信号作用于开关控制模块，开关控制模块一端连接电源，另一端连接温度传感器，当控制信号作用于开关控制模块时，电路导通，电源开始给温度传感器供电，此时，温度传感器得电以获取温度信息。

当第一温度信号获取结束，且微型处理器也将第一温度信号对应的校正系数计算结束，此时，微型处理器发送第二控制信号作用于开关控制器，开关控制器断开电源与温度传感器之间的连接，温度传感器停止工作。

例如，开关控制模块选用FDM304P当系数计算模块输出低电平作用于FDM304P时，电路导通，当测量校正结束后，系数计算模块输出高电平作用于FDM304P，电路断开。

在一实施例中，其中S20包括以下子步骤：

S21，通过ADC转换器将第一温度信息转换成第一AD信息。

S22，利用校正公式：

计算校正系数。

具体来说，校正公式中，AD1为第一AD信息，第一AD信息是第一温度信号由AD转化得到的数字信息，是通过微型计算机内嵌的AD转换器，将第一温度信息转换为第一AD信息。N为ADC转换器的最大量程，不同的微型计算机里，内嵌AD转换器的AD转换位数不同，N位AD转换器最大量程为2^N，一般来说，AD转换器的位数越高，测温精度越高，一般情况下10bit以上AD转换器测温较为准确。R1为校正电阻阻值，R2为标准分压阻值，U2为温度电源标准电压，U1为AD参考电压，K为校正系数。

在测温的过程中，电源与电阻元件参数与实际都存在一定的误差，当进行测量校正时，两个误差会叠加在一起形成更大的误差，此校正公式将温度电源的误差与电子元件参数的误差折算成一个校正系数，避免了因温度电源与电子元件参数叠加产生的更大误差。

例如，微型计算机电源供电电压为5伏，但实际可能只有4.95伏，电阻元件电阻为5.6k，实际上因为加工制造时产生偏差导致最后的阻值可能只有5.595k，从而影响到测温的准确性，而校正系数就是将电源的误差与电子元件的误差折算成一个系数，理想状态下该校正系数应该等于1，但实际上各方面的原因导致存在的误差会使校正系数接近于1，但不等于1。

在一实施例中，其中S50包括以下子步骤：

S51，通过ADC转换器将第二温度信息转换为第二AD信息。

S52，利用校正公式:

计算测温装置的内阻。

S53，根据测温装置的内阻，以查表或插值的方式得到最终的温度。

具体来说，校正公式中，AD2为第二AD信息，是AD转换器将第二次温度信息转换得到的信息。N为ADC转换器的最大量程，Rx为测温装置的内阻，R2为标准分压阻值，U2为温度电源标准电压，U1为AD参考电压，K为校正系数。

通过校正公式计算得到的测温装置内阻阻值，与提前预设在微型计算机内的该测温装置的数据手册，可通过查表和插值的方式，快速对应至当前情况下测温装置内阻阻值对应的温度，此时的温度即为最终温度。

可选的，在S50之后，还包括：

S60，将最终的温度存储至微型计算机内置的存储器中。

具体来说，将最终校正后的测量温度保存至微型计算机内置的存储器中，便于最终测量温度的调用。

本申请实施例还公开一种多通道测温校正的系统，参照图3，该系统包括以下模块：温度采集模块，用于采集第一时间的多个第一温度信息；还用于采集第二时间的多个第二温度信息。

系数计算模块，用于开启一温度通道，根据一温度信息计算当前温度通道的校正系数；还用于利用校正系数逐一对所述第二温度信息进行校正，以得到各温度通道最终的温度。

通道切换模块，用于关闭当前温度通道并切换下一温度通道，直至计算出所有温度通道的校正系数，其中，一校正系数对应一所述第一温度信息。

在一实施例中，参照图4，该系统还包括以下模块：

开关控制模块，用于采集开关控制信号，以开启或关闭温度采集模块的温度电源。

IO口扩展模块，用于对数据通道进行拓展。

具体来说，温度获取模块可以包括若干个温度传感器单元，通道切换模块可采用数据选择器，开关控制模块可采用若干个电子模拟开关，例如，电子模拟开关为pmos开关管，IO口扩展模块包括若干个移位寄存器芯片。

当需要测量温度信息时，微型计算机向电子模拟开关发送控制信号，其中，电子模拟开关一端与电源连接，另一端连接着温度传感器，控制电子模拟开关开启，温度传感器通电工作，开始获取温度信息，得到若干个第一时间温度信息。同时微型计算机向数据选择器发送控制信号，控制信号控制开启一个温度通道，传输一个第一温度信息给AD转换器，AD转换器将模拟温度信号转换为数字温度信号，再将数字温度信号传输至微型计算机中，通过预设的第一校正公式计算得到一个校正系数，关闭当前温度通道再逐一打开其他温度通达，计算出所有第一时间温度信息的校正系数，将若干个校正系数存储在微型计算机中的存储器中。

通过开关控制模块关闭温度传感器的电路，温度传感器不工作，温度传感器可冷却，在预设时间后，微型计算机向开关控制模块发送控制信号，使温度传感器再次工作，此时温度传感器开始获取第二温度信息，同时，微型计算机通过数据选择器逐一打开温度通道，传并通过第二校正公式和校正系数计算得到校正后的温度传感器内阻阻值，然后通过查表插值等方法查询阻值对应的温度，得到最终温度，最后将最终温度存储在微型计算机中的存储器中。

本申请实施例还提供了一种计算机存储介质，所述计算机存储介质可以存储有多条指令，所述指令适于由处理器加载并执行如上述图1-图4所示实施例的所述多通道测温校正方法，具体执行过程可以参见图1-图4所示实施例的具体说明，在此不进行赘述。

参照图5，为本申请实施例提供了一种电子设备的结构示意图。如图5所示，所述电子设备1000可以包括：至少一个处理器1001，至少一个网络接口1004，用户接口1003，存储器1005，至少一个通信总线1002。

其中，通信总线1002用于实现这些组件之间的连接通信。

其中，用户接口1003可以包括显示屏(Display)、摄像头(Camera)，可选用户接口1003还可以包括标准的有线接口、无线接口。

其中，网络接口1004可选的可以包括标准的有线接口、无线接口(如WI-FI接口)。

其中，处理器1001可以包括一个或者多个处理核心。处理器1001利用各种借口和线路连接整个服务器1000内的各个部分，通过运行或执行存储在存储器1005内的指令、程序、代码集或指令集，以及调用存储在存储器1005内的数据，执行服务器1000的各种功能和处理数据。可选的，处理器1001可以采用数字信号处理(Digital Signal Processing，DSP)、现场可编程门阵列(Field-Programmable Gate Array，FPGA)、可编程逻辑阵列(Programmable Logic Array，PLA)中的至少一种硬件形式来实现。处理器1001可集成中央处理器(Central Processing Unit，CPU)、图像处理器(Graphics Processing Unit，GPU)和调制解调器等中的一种或几种的组合。其中，CPU主要处理操作系统、用户界面和应用程序等；GPU用于负责显示屏所需要显示的内容的渲染和绘制；调制解调器用于处理无线通信。可以理解的是，上述调制解调器也可以不集成到处理器1001中，单独通过一块芯片进行实现。

其中，存储器1005可以包括随机存储器(Random Access Memory，RAM)，也可以包括只读存储器(Read-Only Memory)。可选的，该存储器1005包括非瞬时性计算机可读介质(non-transitory computer-readable storage medium)。存储器1005可用于存储指令、程序、代码、代码集或指令集。存储器1005可包括存储程序区和存储数据区，其中，存储程序区可存储用于实现操作系统的指令、用于至少一个功能的指令(比如触控功能、声音播放功能、图像播放功能等)、用于实现上述各个方法实施例的指令等；存储数据区可存储上面各个方法实施例中涉及到的数据等。存储器1005可选的还可以是至少一个位于远离前述处理器1001的存储装置。如图5所示，作为一种计算机存储介质的存储器1005中可以包括操作系统、网络通信模块、用户接口模块以及多通道测温校正应用程序。

在图5所示的电子设备1000中，用户接口1003主要用于为用户提供输入的接口，获取用户输入的数据；而处理器1001可以用于调用存储器1005中存储的多通道测温校正应用程序，并具体执行以下操作：

采集第一时间的多个第一温度信息；

采集第二时间的多个第二温度信息；

在一个实施例中，所述处理器1001在执行所述采集第一时间的多个第一温度信息之前，还执行以下操作：

输出第一控制信号，所述第一控制信号用于开启温度电源。

在一个实施例中，所述处理器1001在执行所述输出第一控制信号，所述第一控制信号用于开启温度电源之后，还执行以下操作：

输出第二控制信号，所述第二控制信号用于关闭温度电源。

在一个实施例中，所述处理器1001在执行所述开启一温度通道，以计算一所述第一温度信息的校正系数时，具体执行以下操作：

通过ADC转换器将第一温度信息转换成第一AD信息；

在一个实施例中，所述处理器1001在执行所述利用所述校正系数逐一对所述第二温度信息进行校正，以得到最终的温度时，还执行以下操作：

通过ADC转换器将第二温度信息转换为第二AD信息；

在一个实施例中，所述处理器1001在执行在利用所述校正系数逐一对所述第二温度信息进行校正，以得到最终的温度之后，具体执行以下操作：

将所述各温度通道最终的温度存储至微型计算机内置的存储器中。

以上所述者，仅为本公开的示例性实施例，不能以此限定本公开的范围。即但凡依本公开教导所作的等效变化与修饰，皆仍属本公开涵盖的范围内。本领域技术人员在考虑说明书及实践这里的公开后，将容易想到本公开的其它实施方案。本申请旨在涵盖本公开的任何变型、用途或者适应性变化，这些变型、用途或者适应性变化遵循本公开的一般性原理并包括本公开未记载的本技术领域中的公知常识或惯用技术手段。

Claims

1.一种多通道测温校正方法，其特征在于，适用于单一ADC通道的微型计算机，所述方法包括：

采集第一时间的多个第一温度信息；

采集第二时间的多个第二温度信息；

2.根据权利要求1所述的多通道测温校正方法，其特征在于，在所述采集第一时间的多个第一温度信息之前，还包括：

输出第一控制信号，所述第一控制信号用于开启温度电源。

3.根据权利要求2所述的多通道测温校正方法，其特征在于，在输出第一控制信号，所述第一控制信号用于开启温度电源之后，还包括：

输出第二控制信号，所述第二控制信号用于关闭温度电源。

4.根据权利要求1所述的多通道测温校正方法，其特征在于，所述开启一温度通道，根据一第一温度信息计算所述温度通道的校正系数，包括：

通过ADC转换器将第一温度信息转换成第一AD信息；

5.根据权利要求4所述的多通道测温校正方法，其特征在于，所述利用所述校正系数逐一对所述第二温度信息进行校正，以得到各温度通道最终的温度，包括：

通过ADC转换器将第二温度信息转换为第二AD信息；

6.根据权利要求1所述的多通道测温校正方法，其特征在于，在利用所述校正系数逐一对所述第二温度信息进行校正，以得到各温度通道最终的温度之后，还包括：

7.一种多通道测温校正系统，其特征在于，所述系统包括：

温度采集模块，用于采集第一时间的多个第一温度信息；

所述温度采集模块，还用于采集第二时间的多个第二温度信息；

所述系数计算模块，还用于利用所述校正系数逐一对所述第二温度信息进行校正，以得到各温度通道最终的温度。

8.根据权利要求7所述的多通道测温校正系统，其特征在于，还包括：

IO口扩展模块，用于对数据通道进行拓展。

9.一种计算机存储介质，其特征在于，所述计算机存储介质存储有多条指令，所述指令适于由处理器加载并执行如权利要求1～6任意一项的方法步骤。

10.一种电子设备，其特征在于，包括：处理器和存储器；其中，所述存储器存储有计算机程序，所述计算机程序适于由所述处理器加载并执行如权利要求1～6任意一项的方法步骤。