[发明专利]高精度温度测量方法及测量系统

说明书

本发明公开了高精度温度测量方法及测量系统，高精度温度测量方法包括以下步骤：步骤S1、标定阶段，对温度传感器芯片进行标定测试，采集不同标定温度下温度传感器的输出值形成采样数据，采样数据包含至少两个标定数组，每个标定数组由标准温度测量仪测量的标定温度和温度传感器芯片的输出值构成；步骤S2、实测阶段，获取温度传感器芯片的实际输出值，将采样数据拟合得到温度‑输出值曲线，将实际输出值代入温度‑输出值曲线中计算得到实际温度。本发明通过高精度的温度标定采集得到更准确的采样数据，拟合得到的温度‑输出值曲线更接近温度传感器芯片的真实温度曲线，极大地提高温度测量的精度。

技术领域

本发明涉及温度检测技术领域，尤其涉及高精度温度测量方法及测量系统。

背景技术

温度检测广泛用于工农业生产、科学研究和生活等领域，由于受到温度敏感器件的非线性性、温度漂移、测量电路中放大器稳定性及A/D转换器噪声的影响，进一步提高温度传感器的精度和分辨率比较困难。

日常的空调、微波炉、烤箱、冷链运输监控等等大部分的应用对温度的精度要求不是太高，±1.0摄氏度、±0.5度的精度已经满足，但也有很多的场合需要高精度的温度测量，比如人体温度测量，需要精度为±0.1度，集成电路芯片生产时掺杂工艺需要更高精度的温度控制。

现有的温度传感器芯片大部分精度低于±0.5度，高于±0.1度精度的芯片种类很少，并且价格昂贵。低精度温度传感器芯片只能用于冷链运输监测等对精度要求不高的场合，不能用于动物和人体的体温测量，在医用设备中温度传感器芯片要求测量的温度误差不高于±0.1度。

另外，温度标定是温度传感器生产的重要一环，关系到温度传感器的精度，传统标定方式是在设定的温度点下进行标定，必须在温度高度稳定的恒温箱中进行，但温度环境的稳定性控制非常难实现，恒温箱中的温度无法恒定维持在设定温度点上，普通恒温箱的温度控制精度通常是±0.5度，采样数据中标定温度本身误差较大，最终导致温度传感器芯片的测量精度低。

因此，如何提高现有温度测量方法的精度是业界亟待解决的技术问题。

发明内容

为了解决现有技术存在的缺陷，本发明提出高精度温度测量方法及测量系统，该测量方法通过高精度的温度标定采集得到更准确的采样数据，拟合得到的温度-输出值曲线更接近温度传感器芯片的真实温度曲线，极大地提高温度测量的精度。

本发明采用的技术方案是，设计高精度温度测量方法，包括以下步骤：

步骤S1、标定阶段，对温度传感器芯片进行标定测试，采集不同标定温度下温度传感器的输出值形成采样数据，采样数据包含至少两个标定数组，每个标定数组由标准温度测量仪测量的标定温度和温度传感器芯片的输出值构成；

步骤S2、实测阶段，获取温度传感器芯片的实际输出值，将采样数据拟合得到温度-输出值曲线，将实际输出值代入温度-输出值曲线中计算得到实际温度。

优选的，每个标定数组是通过标准温度测量仪和温度传感器芯片在同一测试环境中测量得到，标准温度测量仪和温度传感器芯片同时测量。

优选的，标定数组的采集过程包括：

将标准温度测量仪和温度传感器芯片放入当前测试环境；

在设定时间内间隔读取所述标准温度测量仪的检测温度；

判断读取到的检测温度是否趋于一致；

若是，则读取所述标准温度测量仪的检测温度作为标定温度，同时读取所述温度传感器芯片的输出值。

优选的，设定时间大于标准温度测量仪和温度传感器的热时间常数的最大值，当所述设定时间内连续若干次读取到的检测温度之间的温差满足设定值，则判定所述检测温度趋于一致。

优选的，步骤S2还包括：

计算得到所述实际温度之后，判断所述实际温度与所述温度传感器芯片所在环境的标准温度之间的温差是否在设定误差范围之内；