热电偶快速高精度测温算法.pdf

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1、140传感器与微系统(TransducerandMicrosystemTechnologies)2015年第34卷第3期DOI：10．13873／J．1000-9787(2o15)03-0140-04热电偶快速高精度测温算法闫鑫，王晓娜，丁渊明，杨遂军，叶树亮(1．中国计量学院工业与商贸计量技术研究所，浙江杭州3100182．浙江省计量科学研究院，浙江杭州310013)摘要：为了满足热电偶测量温度过程中对运算速度和计算精度的要求，设计了一种快速高精度的测温算法。利用方程求根的思想，结合线性多项式拟合法与查表法，确定温度区间；同时引入秦九昭算法简化复杂分度公式；最后利用二分法精确求解。实验表明

2、：在以ATmega128为控制核心，时钟为16MHz的硬件平台下，算法在0一l000oC可以达到±0．005℃的精度，相对传统求根法，运算时间由320ms减小到80ms。关键词：热电偶；快速高精度；多项式拟合法；二分法中图分类号：TP212文献标识码：A文章编号：1000-9787(2015)03-0140-041tnI’ast·’h‘i,’h-preci‘s‘iont·emperat·uremeasurementa’lgor‘it·’hmforthermocoupleYANXin，WANGXiao．Ha，DINGYuan—ruing，YANGSui-jun，YEShu—liang(1．In

3、stituteofIndustryandTradeMeasurementTechnique，ChinaJHiangUniversity，Hangzhou310018，China；2．ZhejiangProvinceInstituteofMetrology，Hangzhou310013，China)Abstract：Inordertomeetrequirementsforcalculationspeedandprecisionofoperationintemperaturemeasuringprocessofthermocouple，afastandhigh—precisiontemperat

4、uremeasurementalgorithmisdesigned．UseideaofEquationRoot，combinelinearpolynomialfittingmethodwithlook—uptablemethodtodeterminetemperatureinterval；andintroducesHomeralgorithmtosimplifycomplicatedindexingformulas；finally，usedichotomytosolveaccurately．ExperimentsshowthatOilhardwareplatform，whichusesATm

5、ega128ascontrolcorewith16MHzclock，thealgorithmcanachieveprecisionof±0．005℃intherangeof0—1000oC，andcomparedwithtraditionalrootfindingmethod，computationtimeisreducedfrom320msto80ms．Keywords：thermocouple；fastandhigh—precision；polynomialfittingmethod；dichotomy0引言分度公式组成的方程求根法虽然在计算精度上有了较随着热分析技术的快速发展，传统的热

6、电偶测温技术大提高，但是由于公式的阶数较高，在计算时间上却远远不已经不能满足其性能指标的要求，特别是在使用相对计算如分段拟合法。能力较差的单片机进行温度采集计算的应用中，很难在达针对上述问题，本文提出了一种新型测温算法，利用分到较高精度的同时拥有较快的响应速度。传统的电动势一段拟合法与查表法相结合求出温度值及其误差范围，即在方程求根法的思想上缩小二分法的查找区间，根据秦九昭温度转换方法是根据热电偶的热电势值进行查表或者简化算法降低分度公式运算复杂度，从而实现快速高精度分段血线拟合，求得当前温度值。查表法求取温度值虽然的热电偶测温计算。简单，但是需要存放大量的分度表数据，对系统的内存容量1快速

7、高精度算法原理要求较高。分段曲线拟合法不需要大量的内存空间，但是国际电工委员会ICE584—1标准提供的热电偶分度分度表数据有限，随着分段拟合精度的提高，拟合公式所需公式如式(1)所示要的数据也成倍增加，加之热电偶分度表数据的舍入误差，E：，(f)=∑aii=0，12一，14；n=23一，14很难保证无限制提高拟合精度；相反，随着分段数目的增i=0多，曲线拟合的精度可能会下降，即出现龙格现象。由收稿日期：20