[发明专利]一种声表面波温度传感器的参数自动标定系统和方法

说明书

本发明公开了一种声表面波温度传感器的参数自动标定系统及方法，涉及温度传感器领域，包括控制主机，程控高低温箱，与控制主机相连，控制主机下发控制指令；温度监测仪，与控制主机相连，将监测到的温度数据上传到的控制主机上；多路开关为多路选1的射频开关，有1路合路开关，多路支路开关，多路开关通过485线与所述控制主机相连；传感器拼板夹具，设置在程控高低温箱内，每个传感器拼板夹具引出端通过微带线连接到SMA射频连接头；网络分析仪，通过网络线和控制主机相连，通过第二射频线与所述合路开关相连。本发明的有益效果是：有线测量方式可同时高精度、自动化地大批量测量不同频段的声表面波温度传感器，采用网络分析仪测量精度高。

技术领域

本发明涉及温度传感器技术领域，尤其涉及一种声表面波温度传感器的参数自动标定系统及方法。

背景技术

声表面波温度传感器的测温原理是：特定型号的声表面波谐振器，在一定的温度范围内，其谐振频率和温度深度相关，二者呈一一对应关系，因此测量出谐振器的谐振频率，就可以根据对应关系计算出该谐振器所处于温度，实现对目标的温度监测。

声表面波温度传感器一般采用双谐振器的差动结构，以提高抗干扰能力。也就是说声表面波温度传感器的核心是两个谐振器，这两个谐振器的谐振频率和温度在一定范围内是一一对应的，因此它们的谐振频率差值也是和温度一一对应的关系，测量出两个谐振器的频率值，计算出二者的频率差值，进而得出谐振器(也就是声表面波温度传感器)所处的温度。

对声表面波温度传感器而言，其谐振频率和温度之间的对应关系，也就是频率-温度特性参数是声表面波温度传感器的核心参数。

理论上，当谐振器所采用的基底材料和拓扑结构确定后，谐振器的频率-温度特性参数就确定了。但是限于基底材料的一致性、加工工艺的稳定性等因素，同样的设计、同一块基底材料、同一批次加工出来的谐振器，其频率-温度特性的一致性并不能保证都满足设计和使用要求。

要得到声表面波温度传感器的频率-温度特性参数，需要获得不同温度条件下声表面波温度传感器内部两个谐振器的谐振频率，常规声表面波温度传感器需要测量-20℃～130℃，间隔10℃，即16组谐振频率值。显然这需要巨量的工作才能完成。

对声表面波温度传感器的频率-温度特性参数的测量，常规方法是将不同频段的声表面波温度传感器放在高低温箱内，控制高低温箱的箱内温度，到达预设温度值后，用与声表面波温度传感器配套的温度采集器，按工作模式，通过无线收发，获得该温度条件下声表面波温度传感器的两个谐振频率。

常规做法每次最能测试的声表面波温度传感器数量很少，效率低下。且无线方式测量，高低温箱内不能出现两个同频段的声表面波温度传感器，否则会出现同频干扰，测试结果不可用，因此每次最多能测试的传感器数量有限。声表面波温度传感器通过不同的工作频段来区分，目前声表面波温度传感器的工作频段在433MHz免申请公用频段，根据厂家不同，有的设计了12种，有的设计了24种，为了减少测试时声表面波温度传感的干扰，一般每次只能测试一半数量品种的声表面波温度传感器，既常规方法每次最多只能测试6只或12只声表面波温度传感器。

现有技术中，测量过程是：配套采集器发射查询频率，激发声表面波温度传感器内的谐振器，使之产生谐振，并将谐振信号以反射波的形式辐射出去，采集器接收到回波信号后进行解析，获取谐振器的谐振频率。采集器对回波信号的解析，受高低温箱空间环境、采集器自带的时钟信号精度、解析算法的限制，解析准确性在1KHz量级。即对同一个声表面波温度传感器，同一个采集器前后两次(间隔时间不超过1S)的频率解析结果，相差可达4KHz，对应温度偏差大概在2℃左右。显然，用这种方法测量声表面波温度传感器的频率温度特性参数，精度差，会降低声表面波温度传感器的温度测量精度。

常规的做法，需要人工手动操作相关设备，效率低下，需要耗费大量人力，尤其是晚上要安排人员值班，容易因人员困乏导致误操作，造成损失，进一步加长了测试所需的时间。