如何提高热量表准确度

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摘要 在工业某些场合，热量表精确度要求较高，而解决热量表精度问题，可以从硬件和软件方面入手。本文主要论述了以软手段进行热量表准确度得有效提高，通过利用二次数据拟合的方法，对热量表的数据进行局部光滑减燥处理，进行热量表参数配置，实现了“一表一参”的方法论述。

关键词 热量表精确度；二次数据拟合；热量表参数配置

中图分类号TH7 文献标识码A 文章编号 1674-6708（2011）54-0159-01

1概述

现代工业中，热量表的用途比较广泛，其主要应用在测量在热交换环路以及能量转换系统中。热量表的准确度主要是由载热液体的流速，装置所在环境温度等因素决定。如果温差太大，势必会影响到这个仪器测量的精确度。目前，对于热量表准确度的提高方法主要从软件和硬件的角度去考虑。通过硬件进行改进准确度得一般方法是对热量表的电路进行调整设计，使用高位的模/数电路替换调低位的模/数转换器，由于表征的数据范围扩大，增加了热量转换器的精确度，或者采用新型材料替换原有的热量传感器。另外的一种方法是采用软件的方法来提升热量表的精确度。软件方法进行热量转换，主要是利用数学上的二差拟合技术，对采集到的数据进行二次数据拟合，将局部的数据求导光滑处理，进行参数校正，通过这种方法可以有效的减少由于在制造热量表过程中由于工业操作原因而产生的突变温度噪声。

如果通过硬件来提升热量表的准确度，工业成本较高，而且不利于后期维护，所以本文主要从软件角度出发，利用二次方程拟合技术，对热量表的输出进行校正处理。

2软减燥技术提高热量准确度

许多工程问题，常常需要根据两个变量的几组实验数值，来找出这两个变量的函数关系的近似表达式。然后利用该表达式来确定一个新的值。假设现在有i个数据对，用表格表示它们的一一对应关系为下表所示：

x0 x1 x2 x3 x4 xi

y0 y1 y2 y3 y4 yi

现在我们要用一个函数去拟合这批数据，可以是我们所希望的任意函数。要能够尽量的达到数据拟合的准确，必须满足：偏差-yi小。对于给出的所有i个数据来说，应该满足所有数据的偏差和公式最小。但是这样做有一个缺陷，-yi有正也有负，所以说偏差之间就会相互抵消。所以这个公式不可取。如果取｜-yi｜的所有绝对值和， 虽然可以避免偏差之间相互抵消，但是不利于以下我们近一步的分析与讨论。由于任何实数的平方都为正数或零，我们可取偏差的平方和，表达式为最小即可。如今yi，xi已知，现在的问题是如何确定函数中的系数使G达到最小值。由导数的概念可知，对G函数中的参数求偏导数，并令其等于零，这样会得到一个等式。有几个参数，就对相应得参数求一次偏导，这样就能够得到一个方程组，这样解方程组，就能够求得出参数的值，这样通过G就能确定的确切表达式。

公式表达式如下：（bj为的一个参数 ），所以这样就可以对其进行数据拟合操作。

热量表的软减燥过程其实就是对其数据温度的拟合操作，热量表的数值的精确度校正过程其实是热量传感器电阻在不同温度下的系数确定过程。根据工业类法律规定，我国的热量传感器电阻一般都采用Pt1000配对铂电阻。该电阻的阻值与温度的关系如下：

Rt=R0（1+at+bt2+ct3（t-100），其中R0 为温度环境为冰点温度时电阻的阻值。

在式中可以分别对参数a，b，c 进行求导数操作。

a+bt2+ct3（t-100）-Rt=0；at+2bt+ct3（t-100）-Rt=0；at+bt2 +c（4t3-300t2）-Rt=0；

通过以上方程组可以方便得到a，b，c的值。从而在系统输出的时候，对其进行改正设置。热量表的参数由于热量表本身的制造流程不同导致其校正参数不同，所以利用这种方法进行热量表的参数效正的时候，一般会出现在生产制造的后期，其主要表现在，将热量表的内部结构设计完成后，将热量表放置入测试环境，调节测试环境温度，分别在不同温度下对电阻值进行测试，一般需要测试6次以上。利用这6次数据分别来解方程组，得到a，b， c 3个参数的平均值，然后在系统的输出端进行校正处理，其处理方程为：

Rt= R0（1+at+bt2+ct3（t-100），得到系统输出。每一个表的参数都不相同，所以对同一批型号的热量表都需要进行分别测试，以此来保证数据的准确性。这种“一表一参”校正方法的成本比较低，但是作业工序有点复杂，但是通过该软减燥方法可以有效的降低热量表的突发噪声、制造工业噪声而引起的热量表的准确性，除此之外，该种方法不需要更换原有产品设备的内部电路土，只需要在系统的输出端进行输出校正即可，其维护成本相对其它方法来说，经济成本较低。

笔者通过大量的实验，通过该方法对多款的热量表温差测量进行软改正，方便了对不型号设备的数据校正。通过这种 “一表一参”设计方法，可以进一步的提升热量表的精确度，而且该种方法具有很强的推广性，可以将这种方法推广到其它的测量仪器中去，可以有效的提高测量精度，降低其开发难度，事实证明，使用该种方法可以将热量表的误差精确到+2%~1%范围以内，这种精确范围满足了我国工业对热量表测量数据的精度要求。

参考文献

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[2]任中华.热量表国产化的若干理论和技术问题[J].应用能源技术，2003(5)：41-43.

[3]杨瑞峰，崔志琴.热量表温度测量方法研究[J].弹箭与制导学报，2005，25(4)：123-124.