[发明专利]一种测温补偿方法及修正型高精度温度计

权利要求书

1.一种测温补偿方法，其特征在于：包括以下步骤：

1)前期标定测试：在标定实验环境状态下，在非标准化温度计的整个量程范围内，选择多点作为测试点进行测试，并读取非标准化温度计在此时的温度测量值tg，通过自学习对非标准化温度计测量值tg的特征描述识别；同时对照公布的国际温标真值T，根据Yt＝tg-T后得到非标准化温度计系统温度测量误差Yt；

2)修正温度计算：在实测应用状态下，将算式Yt＝tg-T转换成T＝tg-Yt；将非标准化温度计工作实测值tg，以及步骤1)得到的温度测量误差Yt写入，形成补偿非标准化温度测量误差算法；在考虑tg描述过程中的偏差后，有针对性地修正并得到非标准化温度计在温度为t℃时贴近于国际温标温度真值T的计算真值Tx。

2.根据权利要求1所述的一种测温补偿方法，其特征在于：在步骤1)中，因变量Yt与变量tg构成函数曲线关系，根据最小二乘法原理，通过找寻tg的二次或三次方阶Z、N、W以及S系数，确保非标准化温度计系统温度测量误差Yt随温度测量值tg变化的拟合误差的平方和达到最小，获得Yt的最佳拟合曲线，具体函数拟合表征为：

Yt＝Z+Ntg+Wtg²或Yt＝Z+Ntg+Wtg²+Stg³；

在步骤2)中，Tx＝tg-(Z+Ntg+Wtg²)或Tx＝tg-(Z+Ntg+Wtg²+Stg³)。

3.根据权利要求1所述的一种测温补偿方法，其特征在于：在步骤1)中，首先让温度计系统电阻值测量误差Yr趋于零，即Yr≈0或温度转换函数θ(Rtg)-T≈0，找寻非标准化温度计输出电阻值Rtg转换成温度值tg的过程转换函数θ(Rtg)的二次方阶修正D、X、H系数，得到T＝θ(Rtg)＝H+DRtg+XRtg²，即T＝H+DRtg+XRtg²；

在步骤2)中，Tx＝H+DRtg+XRtg²。

4.根据权利要求1或2或3所述的一种测温补偿方法，其特征在于：所述前期标定计算是通过标定试验平台进行，所述标定试验平台包括测试加热温度调节器、温度控制器、数据读取存储装置、上位计算分析装置和密封测试容器；

测试加热温度调节器，按设定步骤进行n步升、降温逻辑控制，并在升或降温前发出读取信号，触发数据读取存储装置同时记录所有温度计输出值，构成在热传导稳定情况下同步获取真值T与温度测量值tg或电阻测量值Rtg之间的关联数组；

温度控制器，用于控制设置在密封测试容器内部的电加热器工作功率，以达到设定的温度值；

数据读取存储装置，用于获取在同一设定温度下，由标准温度计提供的国际温标温度真值T以及由非标准温度计提供的温度测量值tg或电阻测量值Rtg，各值间根据排位关系形成数组，数据读取存储装置对数组进行存储并导出至上位计算分析装置；

上位计算分析装置，实验完成后对数组数据进行分析，基于最小二乘法原理，自学习得出Z、N、W以及S或者D、X、H系数；

密封测试容器，用于提供标准温度计与待标定的非标准温度计热传导稳定的测试环境。

5.根据权利要求4所述的一种测温补偿方法，其特征在于：所述密封测试容器的外层保温，内部充填能起到热传导均衡的介质，所述电加热器包裹在梳流滤网罩中；目的是确保热流场分布均匀扩散。

6.根据权利要求5所述的一种测温补偿方法，其特征在于：所述密封测试容器上设置有多个温度计安装孔，用于分别插入等深度的标准温度计和多支非标准温度计，输出信号送入测试加热温度调节器和数据读取存储装置。

7.修正型高精度温度计，其特征在于：在非标准化温度计接线盒中增设一体化数字转换与修正器，包括温度信号检测模块、数字转换模块和补偿算法模块；该一体化数字转换与修正器通过读取非标准化温度计温度或电阻测量值，经前端的A/D转换模块，以数字信号方式送入后端补偿算法模块，所述后端补偿算法模块中嵌入有根据权利要求1至6任一权利要求所述的一种测温补偿方法所得到的修正计算模型程序；非标准化温度值通过该修正运算模型进行处理后，最终输出结果都贴近于国际温标温度真值，再向外传输；

以上各项中，各符号的含义说明如下：

T-公布的国际温标ITS-90的温度真值；

Tx-非标准化温度计在温度为t℃时的计算真值，也是修正型高精度温度计运算模型的输出值；

tg-非标准化温度计在温度为t℃时的“温度”测量结果值，也是修正型高精度温度计运算模型的输入值；

Yt-非标准化温度计在温度为t℃时的温度测量结果tg，与国际温标温度真值T之间的温度测量误差；

Rtg-非标准化温度计在温度为t℃时的“电阻”测量结果值，也是修正型高精度温度计运算模型的输入值；

Yr-非标准化温度计在温度为t℃时的电阻测量结果Rtg转换成相应温度值过程中，与国际温标温度真值T之间的温度误差；

Z、N、W以及S-将非标准化温度计测量误差Yt，描述成二次或三次方阶时的表征系数；

H、D、X-将非标准化电阻测量结果值，修正转换成贴近于国际温标温度时的二次方阶表征系数。