一种温控器的温度数值补偿方法及系统与流程

本发明涉及电数字处理，具体涉及一种温控器的温度数值补偿方法及系统。

背景技术：

1、温控器在现代工业和生活环境中广泛应用，其通过热敏电阻等方式，通过热敏电阻阻值变化导致的电压信号变化实现测量温度。然而，温控器由于敏电阻自发热温升、线路板温升和控制盒温升等因素，通过温控器电路直接测量获得的电压信号对应的温度与实际环境温度之间存在显著误差。

2、针对上述温升引发的测量误差，现有技术一般采用预设补偿值的方法来进行修正。例如，在温控器启动时，系统根据预设的时间间隔和补偿值进行补偿，使测量结果更接近真实的环境温度。这样的方法能够在温控器使用初期能够有效减小温控器的误差。

3、然而，随着长时间的使用，温控器内部的电子元器件如电容、电阻、传感器等会逐渐老化，性能下降，导致现有技术基于预设补偿值的补偿方式不再准确。因此，亟需提出一种温度数值补偿方式，解决现有技术缺乏动态调整补偿参数的能力，无法应对元器件老化带来的温控器电压输出误差问题。

技术实现思路

1、本发明提供一种温控器的温度数值补偿方法及系统，以解决上述背景技术中提到的至少一个问题。

2、本技术提供的具体技术方案如下：

3、一种温控器的温度数值补偿方法，包括步骤：

4、构建主从温控系统，设置若干温控器对应的电压补偿模型；所述主从温控系统包括一个主控制模块和所述若干温控器；所述若干温控器分别与主控制模块通讯连接；

5、设定温控器在工作过程中根据电压补偿模型获取电压补偿时间序列，并将电压测量时间序列和电压补偿时间序列传输至主控制模块；

6、主控制模块根据电压测量时间序列和电压补偿时间序列生成电压输出时间序列，以及修正拟合参数组并发送至温控器；所述拟合参数组包括第一拟合参数、第二拟合参数和第三拟合参数；

7、温控器根据拟合参数组更新存储的电压补偿模型；

8、所述电压补偿模型，表示为：

9、，

10、

11、其中，表示时刻的电压补偿值，表示稳态电压补偿值，为第一拟合参数，表示稳态电压测量值，为第二拟合参数，为第三拟合参数。

12、作为优选方案，所述设置若干温控器对应的电压补偿模型，包括步骤：

13、s11、获取温控器的阻温映射关系和阻压映射关系；

14、s12、设定测试环境温度，启动温控器，记录温控器的电压测量时间序列，并根据电压测量时间序列获取稳态电压测量值；

15、s13、根据所述测试环境温度和阻温映射关系确定理论稳态电阻值，根据理论稳态电阻值和阻压映射关系确定理论稳态电压输出；

16、s14、计算电压测量时间序列中各采样时间点对应的电压测量值分别与理论稳态电压输出的差值，得到各采样时间点对应的电压补偿值和稳态电压补偿值；

17、s15、根据各采样时间点对应的电压补偿值和稳态电压补偿值计算第一拟合参数参考值；

18、s16、重复执行s12-s15，直至达到预设循环次数；将得到的若干第一拟合参数参考值进行去除异常值后取平均值得到电压补偿模型的第一拟合参数；根据每次循环获取的稳态电压补偿值和稳态电压测量值计算电压补偿模型的第二拟合参数和第三拟合参数。

19、作为优选方案，所述阻温映射关系表示为：

20、

21、

22、其中，表示热敏电阻值r对应的热敏电阻温度；k为正整数；表示第k阻温多项式；表示第k阻温多项式的m阶多项式系数；表示第k阻温多项式的阶数；至为设定常数值。

23、作为优选方案，所述阻压映射关系表示为：

24、

25、其中，表示热敏电阻值r对应的电压测量值；表示参考电压，表示参考电阻，和均为常数。

26、作为优选方案，所述根据各采样时间点对应的电压补偿值和稳态电压补偿值计算第一拟合参数参考值，具体为通过最小二乘法根据各采样时间点对应的电压补偿值和稳态电压补偿值计算第一拟合参数参考值；所述根据每次循环获取的稳态电压补偿值和稳态电压测量值计算电压补偿模型的第二拟合参数和第三拟合参数具体为通过最小二乘法根据每次循环获取的稳态电压补偿值和稳态电压测量值计算电压补偿模型的第二拟合参数和第三拟合参数。

27、作为优选方案，所述修正拟合参数组，包括步骤：

28、根据电压测量时间序列获取稳态电压测量值及其对应的稳态测量时间；根据电压补偿时间序列获取稳态电压补偿值及其对应的稳态补偿时间；

29、若稳态测量时间与稳态补偿时间的补偿时间差值大于设定的第一阈值，则根据稳态测量时间修正第一拟合参数。

30、作为优选方案，所述修正拟合参数组，还包括步骤：

31、获取稳态测量时间对应的受控设备工作状态，根据受控设备工作状态匹配标准稳态电压测量值；

32、若稳态电压测量值与标准稳态电压测量值的电压测量差值大于设定的第二阈值，则判断对应的温控器是否已标记为待修正状态；若未标记为待修正状态，则标记对应的温控器为待修正状态，并将稳态电压补偿值、稳态电压测量值和电压测量差值缓存为第一数据组；若已标记为待修正状态，则将稳态电压补偿值、稳态电压测量值和电压测量差值缓存为第二数据组，根据第一数据组和第二数据组修正第二拟合参数和第三拟合参数。

33、作为优选方案，所述根据第一数据组和第二数据组修正第二拟合参数和第三拟合参数，表示为：

34、，

35、

36、其中，为第一数据组的稳态电压补偿值，为第二数据组的稳态电压补偿值；为第一数据组的电压测量差值，为第二数据组的电压测量差值；为第一数据组的稳态电压测量值，为第二数据组的稳态电压测量值。

37、作为优选方案，所述生成电压输出时间序列之后，还包括步骤：

38、将电压输出时间序列传输至远程管理模块；

39、远程管理模块根据电压输出时间序列生成电压输出时间曲线，并对电压输出时间曲线进行数据可视化处理。

40、本发明还提供一种温控器的温度数值补偿系统，用于实现前述温控器的温度数值补偿方法，包括主控制模块和若干温控器；所述若干温控器分别与主控制模块通讯连接；

41、所述温控器包括电压测量模块、电压补偿模块和第一数据传输模块；所述电压测量模块用于获取电压测量时间序列，所述电压补偿模块用于根据电压补偿模型获取电压补偿时间序列；所述第一数据传输模块用于将电压测量时间序列和电压补偿时间序列传输至主控制模块，以及根据修正的拟合参数组更新；

42、所述主控制模块包括第二数据传输模块和数据处理模块；所述第二数据传输模块用于接收所述电压测量时间序列和电压补偿时间序列，以及将修正的拟合参数组发送至温控器；所述数据处理模块用于根据电压测量时间序列和电压补偿时间序列生成电压输出时间序列，以及修正拟合参数组。

43、相比现有技术，本发明的有益效果在于：

44、本发明通过构建主从温控系统，实现通过主控制模块集中管理和监控各个温控器；基于温控器对应设定的电压补偿模型，温控器能够将电压测量时间序列和电压补偿时间序列传输至主控制模块，主控制模块根据电压测量时间序列和电压补偿时间序列生成电压输出时间序列，以实现对受控设备环境温度的精确测量；并且，主控制模块还根据电压测量时间序列和电压补偿时间序列修正拟合参数组，温控器根据拟合参数组更新存储的电压补偿模型，使得补偿参数始终匹配当前温控器电子元器件的状态，从而确保温控器在电子元器件老化情况下仍能保持高精度的温度控制。

45、本发明实施例通过根据阻温映射关系和阻压映射关系获取温控器在测试环境温度下的稳态电压测量值与理论稳态电压输出的差值得到各采样时间点对应的电压补偿值和稳态电压补偿值，并根据各采样时间点对应的电压补偿值和稳态电压补偿值计算第一拟合参数参考值，以确保每次循环中获取的第一拟合参数参考值的准确性；通过将得到的若干第一拟合参数参考值进行去除异常值后取平均值得到电压补偿模型的第一拟合参数，以降低实验偶然误差，提高电压补偿模型第一拟合参数的准确性；通过根据每次循环获取的稳态电压补偿值和稳态电压测量值计算电压补偿模型的第二拟合参数和第三拟合参数，得到完整的电压补偿模型。通过以上步骤设定温控器对应的电压补偿模型，确保电压补偿模型不仅具有高准确度，还具备高可靠性和通用性，从而提升温控器在不同环境下的性能表现。