本發(fā)明涉及一種流量測量技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種質(zhì)量流量輸送測控裝置及其溫漂抑制方法。

背景技術(shù)：

隨著質(zhì)量流量輸送測控裝置應(yīng)用的范圍越來越廣，對質(zhì)量流量輸送測控裝置各項指標(biāo)的要求也有所提高。通常來說，質(zhì)量流量輸送測控裝置由分流器、流量傳感器、電路板及調(diào)節(jié)閥四個部分組成。分流器、流量傳感器及電路板的測量部分組成了質(zhì)量流量輸送測控裝置的流量測量單元；調(diào)節(jié)閥與電路板的控制部分組成了質(zhì)量流量輸送測控裝置的控制單元。

流量傳感器是質(zhì)量流量輸送測控裝置中的關(guān)鍵部件，如圖1所示，現(xiàn)有的流量傳感器的結(jié)構(gòu)是在毛細(xì)管上對稱繞制上游(Ru)和下游(Rd)兩組熱敏電阻絲，加上外接兩個精密電阻，就構(gòu)成一個直流電橋。質(zhì)量流量輸送測控裝置工作時，傳感器電橋由電源供電，電阻絲產(chǎn)生的熱量加熱傳感管和其內(nèi)部的氣體。此時，若毛細(xì)管內(nèi)沒有氣流通過，傳感管中最高溫度在兩電阻絲之間的中間位置，其溫度分布是對稱的，上下游各電阻絲的平均溫度相等，電橋輸出信號為零；當(dāng)毛細(xì)管內(nèi)有氣流通過時，流動的氣體將從上游帶給下游一部分熱量，使上游溫度降低，下游溫度升高，溫度分布曲線發(fā)生畸變，溫差的存在使得上下游熱敏電阻絲產(chǎn)生電阻差，則傳感器電橋輸出一個與流過氣體的質(zhì)量流量成正比關(guān)系的電壓信號。

由此可見，流量傳感器作為測量單元的核心部件，其技術(shù)指標(biāo)是極其重要的。傳感器的技術(shù)性能包括：對稱性、靈敏度、溫度漂移等。但在實(shí)際操作中，很難將傳感器的對稱性做成理想的完全對稱狀態(tài)，這就給測量單元造成了一定的誤差，由此產(chǎn)生溫度漂移。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的主要目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)的缺陷，提供一種抑制溫漂的質(zhì)量流量輸送測控裝置及溫漂抑制方法。

為達(dá)成上述目的，本發(fā)明提供了一種流量傳感器，所述流量傳感器包括：惠斯通電橋，其包括第一熱敏電阻、第二熱敏電阻、第一固定電阻和第二固定電阻；第一數(shù)字電位器，串聯(lián)在所述第一固定電阻和第二固定電阻之間；第二數(shù)字電位器，與所述第一熱敏電阻并聯(lián)；以及第三數(shù)字電位器，與所述第二熱敏電阻并聯(lián)。

根據(jù)本發(fā)明的另一方面，還提供了一種具有上述流量傳感器的質(zhì)量流量輸送測控裝置。

根據(jù)本發(fā)明的另一方面，還提供了一種抑制上述質(zhì)量流量輸送測控裝置溫度漂移的方法，包括以下步驟：

S1：在預(yù)定溫度下調(diào)節(jié)所述第一數(shù)字電位器的阻值，以獲得使所述質(zhì)量流量輸送測控裝置的零點(diǎn)在預(yù)定范圍內(nèi)偏移的第一阻值，將所述第一數(shù)字電位器的阻值設(shè)置為該第一阻值；

S2：在不同調(diào)試溫度下，分別調(diào)節(jié)所述第二數(shù)字電位器和第三數(shù)字電位器的阻值，以獲得每一調(diào)試溫度下使所述質(zhì)量流量輸送測控裝置的零點(diǎn)不偏移的第二阻值和第三阻值；

S3：根據(jù)不同調(diào)試溫度下的各所述第二阻值和第三阻值得到第二阻值-溫度曲線和第三阻值-溫度曲線；

S4：在工作溫度下，將所述第二數(shù)字電位器和第三數(shù)字電位器的阻值設(shè)置為與該工作溫度對應(yīng)的第二阻值和第三阻值并檢驗所述質(zhì)量流量輸送測控裝置的輸出是否符合溫漂指標(biāo)；若是，則執(zhí)行步驟S5，否則執(zhí)行步驟S6；

S5：確認(rèn)所述質(zhì)量流量輸送裝置符合溫度漂移要求；

S6：在所述預(yù)定溫度下改變所述第一數(shù)字電位器的阻值以獲得使所述質(zhì)量流量輸送測控裝置的零點(diǎn)在預(yù)定范圍內(nèi)偏移的另一第一阻值。

優(yōu)選地，步驟S1包括：

S11：設(shè)置所述第一數(shù)字電位器的初始阻值和第一步進(jìn)阻值；

S12：以所述步進(jìn)阻值調(diào)節(jié)所述第一數(shù)字電位器的阻值直至所述質(zhì)量流量輸送測控裝置的零點(diǎn)偏移在所述預(yù)定范圍內(nèi)。

優(yōu)選地，步驟S2包括：

S21：設(shè)置所述第二數(shù)字電位器的初始阻值和第二步進(jìn)阻值，設(shè)置所述第三數(shù)字電位器的初始阻值和第三步進(jìn)阻值；

S22：在每一所述調(diào)試溫度下，以所述第二步進(jìn)阻值和第三步進(jìn)阻值調(diào)節(jié)所述第二數(shù)字電位器和第三數(shù)字電位器的阻值直至所述質(zhì)量流量輸送測控裝置的零點(diǎn)偏移為0。

優(yōu)選地，步驟S6中以所述第一步進(jìn)阻值改變所述第一數(shù)字電位器的電阻。

優(yōu)選地，所述預(yù)定范圍為-0.1％～0.1％。

優(yōu)選地，所述工作溫度為0℃～50℃。

優(yōu)選地，所述溫漂指標(biāo)為±0.02％F.S./℃。

優(yōu)選地，所述預(yù)定溫度為0℃或室溫。

相較于現(xiàn)有技術(shù)，本發(fā)明通過在流量傳感器中設(shè)置三個高精度的數(shù)字電位器分別對傳感器的對稱性和溫漂進(jìn)行補(bǔ)償，可以大大的減小溫度漂移對質(zhì)量流量輸送測控裝置整機(jī)精度的影響。

附圖說明

圖1所示為現(xiàn)有技術(shù)流量傳感器的示意圖；

圖2所示為本發(fā)明一實(shí)施例的流量傳感器的示意圖；

圖3所示為本發(fā)明一實(shí)施例的抑制質(zhì)量流量輸送測控裝置溫度漂移方法的流程圖。

具體實(shí)施方式

為使本發(fā)明的內(nèi)容更加清楚易懂，以下結(jié)合說明書附圖，對本發(fā)明的內(nèi)容作進(jìn)一步說明。當(dāng)然本發(fā)明并不局限于該具體實(shí)施例，本領(lǐng)域內(nèi)的技術(shù)人員所熟知的一般替換也涵蓋在本發(fā)明的保護(hù)范圍內(nèi)。

圖2所示為本發(fā)明一實(shí)施例的質(zhì)量流量輸送測控裝置的流量傳感器的示意圖。如圖2所示，流量傳感器包括惠斯通電橋，其具有熱敏電阻Rd和Ru，以及兩個固定電阻R1和R2。熱敏電阻Ru和Rd纏繞在氣體管路上，當(dāng)管路中氣體流量發(fā)生變化時會引起兩個熱敏電阻的溫度變化，進(jìn)而兩個熱敏電阻產(chǎn)生電阻的變化，引起惠斯通電橋輸出電壓的變化。在現(xiàn)有技術(shù)的基礎(chǔ)上，本發(fā)明在惠斯通電橋上增加了三個數(shù)字電位器。其中，數(shù)字電位器RP1串聯(lián)在固定電阻R1和R2之間，用于平衡惠斯通電橋的對稱性。數(shù)字電位器RP2與熱敏電阻Ru并聯(lián)，數(shù)字電位器RP3與熱敏電阻Rd并聯(lián)，用于對溫度漂移進(jìn)行補(bǔ)償。數(shù)字電位器RP1、RP2和RP3的阻值可通過質(zhì)量流量輸送測控裝置的CPU進(jìn)行數(shù)字標(biāo)定。

接下來，將對上述質(zhì)量流量測量裝置的溫漂抑制方法加以說明。

請參見圖2，本發(fā)明的質(zhì)量流量測量裝置的溫漂抑制方法包括以下步驟：

S1：在預(yù)定溫度下調(diào)節(jié)數(shù)字電位器RP1的阻值，以獲得使質(zhì)量流量輸送測控裝置的零點(diǎn)在預(yù)定范圍內(nèi)偏移的第一阻值，將數(shù)字電位器RP1的阻值設(shè)置為該第一阻值。

本步驟中的預(yù)定溫度可以是0℃，也可以是室溫，優(yōu)選22℃～23℃，預(yù)定溫度根據(jù)實(shí)際需求設(shè)定。零點(diǎn)偏移的預(yù)定范圍為±0.1％。本步驟具體包括：

S11：設(shè)置數(shù)字電位器RP1的初始阻值和第一步進(jìn)阻值；

S12：以步進(jìn)阻值調(diào)節(jié)數(shù)字電位器RP1的阻值直至質(zhì)量流量輸送測控裝置的零點(diǎn)偏移在預(yù)定范圍內(nèi)。

也即是如果零點(diǎn)偏移在預(yù)定范圍內(nèi)了，則不再繼續(xù)調(diào)試數(shù)字電位器RP1阻值。在數(shù)字單位器RP1調(diào)節(jié)過程中，數(shù)字電位器RP2和RP3的阻值可以設(shè)置為最大阻值的一半。

再確定了數(shù)字電位器RP1的阻值之后，再進(jìn)行數(shù)字電位器RP2和RP3的調(diào)試。

S2：在不同調(diào)試溫度下，分別調(diào)節(jié)數(shù)字電位器RP2和RP3的阻值，以獲得每一調(diào)試溫度下使質(zhì)量流量輸送測控裝置的零點(diǎn)不偏移的第二阻值和第三阻值。

本步驟中，首先可設(shè)置數(shù)字電位器RP2和RP3的初始阻值，并設(shè)置其步進(jìn)阻值。接著再進(jìn)行不同溫度下的調(diào)試。請見圖3，首先在0℃下調(diào)試數(shù)字電位器RP2和RP3的阻值，獲得使質(zhì)量流量輸送測控裝置的零點(diǎn)為0的數(shù)字電位器RP2的阻值為第二阻值、數(shù)字電位器RP3的阻值為第三阻值；接著在10℃下調(diào)試數(shù)字電位器RP2和RP3的阻值，獲得使質(zhì)量流量輸送測控裝置的零點(diǎn)為0的數(shù)字電位器RP2的阻值為第二阻值、數(shù)字電位器RP3的阻值為第三阻值；以此類推，在不同溫度下均進(jìn)行上述的調(diào)試步驟，獲得不同溫度下，質(zhì)量流量輸送測控裝置的零點(diǎn)為0的數(shù)字電位器RP2和RP3的阻值，這些阻值可存儲在質(zhì)量流量輸送測控裝置的CPU中。

其中，調(diào)試溫度的范圍應(yīng)當(dāng)大于等于量流量輸送測控裝置實(shí)際工作溫度的范圍。每一溫度下的調(diào)試步驟均包括：以數(shù)字電位器RP2的步進(jìn)阻值調(diào)節(jié)數(shù)字電位器RP2和以數(shù)字電位器RP3的步進(jìn)阻值調(diào)節(jié)數(shù)字電位器RP3直至質(zhì)量流量輸送測控裝置的零點(diǎn)偏移為0。

S3：根據(jù)不同調(diào)試溫度下的第二阻值和第三阻值得到第二阻值-溫度曲線和第三阻值-溫度曲線；

由于每一調(diào)試溫度下都對應(yīng)有數(shù)字電位器RP2的阻值和數(shù)字電位器RP3的阻值，因此CPU可將這些阻值進(jìn)行擬合計算就可以得到一條數(shù)字電位器RP2阻值與溫度的關(guān)系曲線，一條數(shù)字電位器RP3阻值與溫度的關(guān)系曲線。

S4：在工作溫度下，將數(shù)字電位器RP2和RP3的阻值設(shè)置為與該工作溫度對應(yīng)的第二阻值和第三阻值并檢驗質(zhì)量流量輸送測控裝置的輸出是否符合溫漂指標(biāo)；若是，則執(zhí)行步驟S5，否則執(zhí)行步驟S6。

本步驟在工作溫度范圍內(nèi)進(jìn)行，工作溫度范圍例如為0℃～50℃。具體來說，例如在20℃時，將數(shù)字電位器RP2和RP3的阻值設(shè)置為與步驟S3得到的兩條曲線中20℃所對應(yīng)的第二阻值和第三阻值，然后測量質(zhì)量流量輸送測控裝置的輸出；接著在30℃時，將數(shù)字電位器RP2和RP3的阻值設(shè)置為與步驟S3得到的兩條曲線中30℃所對應(yīng)的第二阻值和第三阻值，再次測量質(zhì)量流量輸送測控裝置的輸出。最后根據(jù)兩次輸出檢驗是否符合溫漂指標(biāo)。本實(shí)施例中，溫漂指標(biāo)為±0.02％F.S./℃，也即是每10℃輸出差應(yīng)在滿量程的0.2％范圍內(nèi)。如果檢測后發(fā)現(xiàn)兩次輸出差在該范圍內(nèi)，那么執(zhí)行步驟S5，否則執(zhí)行步驟S6。

S5：確認(rèn)質(zhì)量流量輸送裝置符合溫度漂移要求。

S6：在預(yù)定溫度下改變數(shù)字電位器RP1的阻值以獲得使質(zhì)量流量輸送測控裝置的零點(diǎn)在預(yù)定范圍內(nèi)偏移的另一第一阻值。

當(dāng)檢驗結(jié)果為不符合溫度漂移要求時，需重新設(shè)定數(shù)字電位器RP1的阻值。重新設(shè)定數(shù)字電位器RP1的阻值時，也應(yīng)當(dāng)在預(yù)定溫度下進(jìn)行，通過數(shù)字電位器RP1的不僅阻值改變其原先的阻值，不斷調(diào)試直至再次使質(zhì)量流量輸送測控裝置的零點(diǎn)偏移在預(yù)定范圍內(nèi)。改變數(shù)字電位器RP1的阻值之后，再重新進(jìn)行上述數(shù)字電位器RP2和RP3的調(diào)試，具體步驟不再贅述。

綜上所述，本發(fā)明通過在流量傳感器中設(shè)置三個高精度的數(shù)字電位器分別對傳感器的對稱性和溫漂進(jìn)行補(bǔ)償，可以大大的減小溫度漂移對質(zhì)量流量輸送測控裝置整機(jī)精度的影響。

雖然本發(fā)明已以較佳實(shí)施例揭示如上，然所述諸多實(shí)施例僅為了便于說明而舉例而已，并非用以限定本發(fā)明，本領(lǐng)域的技術(shù)人員在不脫離本發(fā)明精神和范圍的前提下可作若干的更動與潤飾，本發(fā)明所主張的保護(hù)范圍應(yīng)以權(quán)利要求書所述為準(zhǔn)。