[发明专利]基于双线性插值的多通道温度采集系统的冷端温度估计方法

说明书

本发明公开了一种基于双线性插值的多通道温度采集系统的冷端温度估计方法，涉及温度数据采集技术领域。本发明获取待测面上多个冷端热敏电阻的温度值；通过双线性插值法估算待测面中各待测点的温度预估值；利用温度预估值计算温度衰减的权重系数；通过K近邻算法得到冷端热敏电阻的近邻点，将近邻点和权重系数代入到LLE算法模型中，计算得到近邻点的温度值；然后以该近邻点为初始点计算该近邻点的K近邻点的温度值，依次类推，进而计算得到待测面上各待测点的实际温度值。可有效解决现有小型化多通道产品因连接器针脚结构狭小等因素限制冷端温度补偿电路的数量，无法为每一路的温度采集提供冷端温度补偿，而影响到测量精度的问题。

技术领域

本发明涉及温度数据采集技术领域，更具体地说涉及一种基于双线性插值的多通道温度采集系统的冷端温度估计方法。

背景技术

随着经济的发展和技术的不断进步,工业装置如飞机发动机、大型工业设备等在工作时需要实时对其进行状态监控，其中温度的实时检测就是其中一项重要的测量参数。在很多工业场景中，可用于测量的空间有限，需要多通道的小型嵌入式温度采集设备对相关设备或环境进行温度采集。此外，冷端补偿一直是温度采集中重要的组成部分，但在多通道小型嵌入式温度采集设备中，受限于设备尺寸无法为每一个温度采集通道都提供一路冷端补偿电路。

为每一个温度采集都提供一个冷端补偿不仅需要提供更大的设备尺寸，还需要占用大量的连接器管脚资源。为了解决这一问题，传统做法是在传感器导线与铜线交汇处提供少量的冷端补偿，然后使用线性插值法为每一个温度采集通道计算出相应冷端补偿值，或者多路传感器共用一路冷端补偿。这种方法虽然可以达到温度补偿的目的，但是在环境温度变化剧烈的场合，会导致冷端补偿误差较大的问题，这将进一步影响到测量的精度。

为了获得测量点精确的温度值，需要为每一路的温度采集提供冷端温度补偿，传统方法往往采用均值或线性插值的方法来获取各个通道的冷端温度补偿值。但在小型化多通道产品中连接器针脚、结构狭小等因素会限制冷端温度补偿电路的数量。

发明内容

为了克服上述现有技术中存在的缺陷和不足，本发明提供了一种基于双线性插值的多通道温度采集系统的冷端温度估计方法。本发明的发明目的在于解决现有技术中小型化多通道产品中连接器针脚结构狭小等因素限制冷端温度补偿电路的数量，无法为每一路的温度采集提供冷端温度补偿，而影响到测量精度的问题。本发明将采集到的有限个数的冷端热敏电阻测量得到的温度值，结合LLE算法，针对待测面整个界面热电偶对应的冷端RTD的温度值进行推导计算，以解决现有小型化多通道产品因连接器针脚结构狭小等因素限制冷端温度补偿电路的数量，无法为每一路的温度采集提供冷端温度补偿，而影响到测量精度的问题。

为了解决上述现有技术中存在的问题，本发明是通过下述技术方案实现的。

基于双线性插值的多通道温度采集系统的冷端温度估计方法，该方法包括以下步骤：

S1、通过冷端RTD采集电路获取待测面上多个冷端热敏电阻的温度值；所述冷端热敏电阻的数量至少为五个，多个冷端热敏电阻中有一个位于待测面中心，其余冷端热敏电阻围绕待测面中心均匀分布在待测面四周；热电偶在待测面上的装配位置位于所述多个冷端热敏电阻围成的区域内；

S2、依据S1步骤得到的多个冷端热敏电阻的温度值，通过双线性插值的方法估算待测面中各待测点的温度预估值；利用该温度预估值计算温度衰减的权重系数；通过K近邻算法得到冷端热敏电阻的近邻点，将得到的近邻点代入到LLE算法模型中，同时将利用温度预估值计算得到温度衰减的权重值代入到LLE算法模型中，计算得到冷端热敏电阻的近邻点的温度值；然后以该近邻点为初始点计算该近邻点的K近邻点的温度值，依次类推，进而计算得到待测面上各待测点的实际温度值。

所述LLE算法模型具体为：