[发明专利]一种基于高精度标准电阻箱的反馈自动校准系统以及方法

说明书

本发明公开了一种基于高精度标准电阻箱的反馈自动校准系统以及方法，属于RTD采集模块校准系技术领域，所述系统包括电阻箱、安装于电阻箱上用于旋转电阻箱电阻调节旋钮的舵机、与舵机相连接用于发送控制指令的电阻控制器、与电阻控制器相连接的计算机、与计算机相连接用于采集阻值数据的电阻表、用于将电阻表与待校准RTD模块隔离的通道选择器，该基于高精度标准电阻箱的反馈自动校准系统以及方法，舵机带动高精度电阻箱并利用开发的电阻控制器实现开环电阻输出；与数字电位器相比，在速度方面本方案接近数字电位器的校准方式，但是本方案却有着数字电路所没有的超低温漂特性的电阻，以及几乎无电子噪音的纯电阻。

技术领域

本发明属于RTD采集模块校准系技术领域，具体涉及基于高精度标准电阻箱的反馈自动校准系统以及方法。

背景技术

RTD采集模块是一个对热电阻进行阻值采集并转化为温度值的装置，RTD采集模块在工业控制领域中作为温度采集以及控制有至关重要的地位；

现有市场上的RTD采集模块大部分的校准方式为通过一个内置的校准表来实现同一批次，甚至同一个产品版本的默认校准数据，不考虑由于不同批次的元器件，以及电路特性差异导致的不同通道，不同批次的模块通道采集误差偏差；

做的好一些的厂商 通过对同一批次的几个样本来生成默认参数，更有追求的公司则会利用外置电阻箱对出厂的每一个模块每个通道进行校准，但是，由于人工校准的情况下校准点数不能过多，一般RTD模块采集的通道数目不会太少，每个通道还分为不同类型的RTD一个通道的校准点至少10个点，由于RTD是通过激励电流输出并采集电压获取外部阻值，而且电流在外部电阻侧是非常小的只有几十微安到几毫安，所以采集回来的电压并不是稳定不变的，由于电路存在一定的容抗，导致电压上升也是需要时间稳定，这就导致了没校准一个点就需要比较长的时间，并且每校准完一个点，就需要去手动将电阻箱的电阻拨到需要的下一个梯度阻值，一般一个普通的4通道RTD 需要将近1个半小时 才能校准完成（精度在0.2Cz左右）。并且不能写入错误数值，这对员工以及生产效率产生了极大的影响；由于利用的是校准电阻箱和人为操作导致校准过程漫长，降低校准点数，又会使区间过大，导致中间误差偏大；

一些大厂也做了自动化校准的方法，他们在校准RTD模块的时候利用数字电位器进行精准电阻设置，设定规定的步长，通过对已知的阻值进行RTD模块的自动校准，将阻值和内部采集的数据进行关联并进行校准，但是这个方法所采用的数字电位器在现有市场基本精度都在 1% 已上（不算上温度和噪声偏差），举个例子如果校准的是PT100则在100欧姆的时候温度数值应该为0C，由于数字电位器精度为600ppm 模块内部温度假设35度，数字电位器标准温度为25度，则误差为 600ppm*(35度-25度)*100欧姆/10^6=0.6欧姆 ，导致了校准后电阻有上下偏差0.6欧姆的概率，而0.6欧姆根据PT100的分度表查询后偏差概率则会导致温度 正负1度之间徘徊，现有的一些方法不能很好的兼顾校准的效率以及校准的精度，因此，需要研发一种新的自动校准系统以及方法来解决现有的问题。

发明内容

本发明的目的在于提供一种基于高精度标准电阻箱的反馈自动校准系统以及方法，以解决校准电阻箱操作复杂导致校准过程漫长的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

一方面，一种基于高精度标准电阻箱的反馈自动校准系统，所述系统包括电阻箱、安装于电阻箱上用于旋转电阻箱电阻调节旋钮的舵机、与舵机相连接用于发送控制指令的电阻控制器、与电阻控制器相连接的计算机、与计算机相连接用于采集阻值数据的电阻表、用于将电阻表与待校准RTD模块隔离的通道选择器、与计算机相连接的用于连接RTD采集模块的治具，电阻箱使用精度方面校准电阻箱有着巨大的优势，在低温漂以及无电子噪声污染的情况下，能使对外阻值保持稳定的阻值，并且标准电阻箱每年须回厂校准，保证电阻精度稳定。