电阻式电流传感器的标定方法、装置、系统及校准方法转让专利
申请号 : CN202111637602.4
文献号 : CN113985337B
文献日 : 2022-05-13
发明人 : 姜钊 , 周昂扬 , 石林 , 李明亮 , 陈岱岱 , 张勇 , 周其君 , 李其乐 , 王攀
申请人 : 宁波均胜新能源研究院有限公司
摘要 :
权利要求 :
1.一种电阻式电流传感器的标定方法,其特征在于,包括:对电阻式电流传感器施加设定电流以使所述电阻式电流传感器从标定温度极低值升温至不同的标定温度,在各个所述标定温度下分别对所述电阻式电流传感器施加多次电流,并分别获取对应的所述电阻式电流传感器的电流采样值;其中,所述标定温度极低值为所述电阻式电流传感器的温箱温度;
根据所述电阻式电流传感器的多个所述电流采样值以及对应的所述标定温度分别确定温度补偿系数,将所述温度补偿系数写入所述电阻式电流传感器中以完成标定;
其中,所述在各个所述标定温度下分别对所述电阻式电流传感器施加多次电流,并分别获取对应的所述电阻式电流传感器的电流采样值包括:对所述电阻式电流传感器分别施加第一电流和第二电流,获取与所述第一电流对应的第一电流采样值以及与所述第二电流对应的第二电流采样值;
则所述根据所述电阻式电流传感器的多个所述电流采样值以及对应的所述标定温度分别确定温度补偿系数包括:
根据第一公式确定补偿斜率关于n的点集和补偿截距关于n的点集,所述第一公式包括:
, ;
其中,G[n]表示所述补偿斜率关于n的点集,O[n]表示所述补偿截距关于n的点集,I1ref[n]表示所述第一电流,I2ref[n]表示所述第二电流,I1sa[n]表示所述第一电流采样值,I2sa[n]表示所述第二电流采样值,n表示所述标定温度对应的序号;
根据所述补偿斜率关于n的点集和所述补偿截距关于n的点集确定所述温度补偿系数;
其中,所述温度补偿系数包括第一温度补偿系数和第二温度补偿系数,则所述根据所述补偿斜率关于n的点集和所述补偿截距关于n的点集确定所述温度补偿系数包括:根据所述补偿斜率关于n的点集确定所述补偿斜率关于标定温度的点集;
根据所述补偿截距关于n的点集确定所述补偿截距关于标定温度的点集;
对所述补偿斜率关于标定温度的点集进行多项式拟合以确定所述第一温度补偿系数;
对所述补偿截距关于标定温度的点集进行多项式拟合以确定所述第二温度补偿系数。
2.根据权利要求1所述的电阻式电流传感器的标定方法,其特征在于,所述对电阻式电流传感器施加设定电流以使所述电阻式电流传感器从标定温度极低值升温至不同的标定温度包括:
对所述电阻式电流传感器施加固定时间的所述设定电流;其中,所述固定时间是指预先测量的使电阻式电流传感器样件升温至所述标定温度所需要的时间。
3.根据权利要求1所述的电阻式电流传感器的标定方法,其特征在于,所述对电阻式电流传感器施加设定电流以使所述电阻式电流传感器从标定温度极低值升温至不同的标定温度包括:
对所述电阻式电流传感器施加所述设定电流并定时获取所述电阻式电流传感器的温度采样值,直到所述温度采样值达到所述标定温度。
4.一种电阻式电流传感器的标定装置,其特征在于,包括:采样模块,用于对电阻式电流传感器施加设定电流以使所述电阻式电流传感器从标定温度极低值升温至不同的标定温度,在各个所述标定温度下分别对所述电阻式电流传感器施加多次电流,并分别获取对应的所述电阻式电流传感器的电流采样值;其中,所述标定温度极低值为所述电阻式电流传感器的温箱温度;
标定模块,用于根据所述电阻式电流传感器的多个所述电流采样值以及对应的所述标定温度确定温度补偿系数,将所述温度补偿系数写入所述电阻式电流传感器中以完成标定;
其中,所述在各个所述标定温度下分别对所述电阻式电流传感器施加多次电流,并分别获取对应的所述电阻式电流传感器的电流采样值包括:对所述电阻式电流传感器分别施加第一电流和第二电流,获取与所述第一电流对应的第一电流采样值以及与所述第二电流对应的第二电流采样值;
则所述根据所述电阻式电流传感器的多个所述电流采样值以及对应的所述标定温度分别确定温度补偿系数包括:
根据第一公式确定补偿斜率关于n的点集和补偿截距关于n的点集,所述第一公式包括:
, ;
其中,G[n]表示所述补偿斜率关于n的点集,O[n]表示所述补偿截距关于n的点集,I1ref[n]表示所述第一电流,I2ref[n]表示所述第二电流,I1sa[n]表示所述第一电流采样值,I2sa[n]表示所述第二电流采样值,n表示所述标定温度对应的序号;
根据所述补偿斜率关于n的点集和所述补偿截距关于n的点集确定所述温度补偿系数;
其中,所述温度补偿系数包括第一温度补偿系数和第二温度补偿系数,则所述根据所述补偿斜率关于n的点集和所述补偿截距关于n的点集确定所述温度补偿系数包括:根据所述补偿斜率关于n的点集确定所述补偿斜率关于标定温度的点集;
根据所述补偿截距关于n的点集确定所述补偿截距关于标定温度的点集;
对所述补偿斜率关于标定温度的点集进行多项式拟合以确定所述第一温度补偿系数;
对所述补偿截距关于标定温度的点集进行多项式拟合以确定所述第二温度补偿系数。
5.一种校准方法,其特征在于,应用于电阻式电流传感器;所述校准方法包括:读取根据如权利要求1‑3任一项所述的电阻式电流传感器的标定方法写入所述电阻式电流传感器的温度补偿系数;
获取所述电阻式电流传感器的温度采样值;
根据所述温度补偿系数和获取到的所述温度采样值对所述电阻式电流传感器进行校准。
6.根据权利要求5所述的校准方法,其特征在于,所述根据所述温度补偿系数和获取到的所述温度采样值对所述电阻式电流传感器进行校准,包括:根据第二公式确定所述电阻式电流传感器的电流校准值;
所述第二公式包括:
, , ;
其中,Ts表示所述电阻式电流传感器的温度采样值,G表示温度采样值Ts下的补偿斜率,O表示温度采样值Ts下的补偿截距,Imodi表示温度采样值Ts下的所述电流校准值,A[i]表示第一温度补偿系数,B[i]表示第二温度补偿系数,Isa表示所述电阻式电流传感器的电流采样值,i表示次项。
7.一种电阻式电流传感器的标定系统,其特征在于,包括存储有计算机程序的计算机可读存储介质和处理器,所述计算机程序被所述处理器读取并运行时,实现如权利要求1至
3任一项所述的电阻式电流传感器的标定方法。
8.一种计算机可读存储介质,其特征在于,所述计算机可读存储介质存储有计算机程序,所述计算机程序被处理器读取并运行时,实现如权利要求1至3任一项所述的电阻式电流传感器的标定方法或如权利要求5至6任一项所述的校准方法。
说明书 :
电阻式电流传感器的标定方法、装置、系统及校准方法
技术领域
背景技术
点,广泛应用于电池管理系统中。
过温箱对电流传感器进行全温度范围标定,耗时长且能源消耗大。
发明内容
定温度,在各个所述标定温度下分别对所述电阻式电流传感器施加多次电流,并分别获取
对应的所述电阻式电流传感器的电流采样值;其中,所述标定温度极低值为所述电阻式电
流传感器的温箱温度;根据所述电阻式电流传感器的多个所述电流采样值以及对应的所述
标定温度分别确定温度补偿系数,将所述温度补偿系数写入所述电阻式电流传感器中以完
成标定。
器流过大电流发热的特性,采用大电流对电阻式电流传感器进行加热,从而实现全温度范
围下的电阻式电流传感器标定,相比传统温箱标定方案而言,标定时间和标定能耗均有大
幅度下降,因而能够实现高效的电阻式电流传感器标定。
设定电流;其中,所述固定时间是指预先测量的使电阻式电流传感器样件升温至所述标定
温度所需要的时间。
定时获取所述电阻式电流传感器的温度采样值,直到所述温度采样值达到所述标定温度。
器分别施加第一电流和第二电流,获取与所述第一电流对应的第一电流采样值以及与所述
第二电流对应的第二电流采样值;
于n的点集,其中,所述第一公式包括:
值,I2sa[n]表示所述第二电流采样值,n表示所述标定温度对应的序号;根据所述补偿斜率
关于n的点集和所述补偿截距关于n的点集确定所述温度补偿系数。
电流采样值;根据第一公式确定补偿斜率和补偿截距,进而可以根据补偿斜率和补偿截距
确定温度补偿系数。
根据所述补偿斜率关于n的点集确定所述补偿斜率关于标定温度的点集;根据所述补偿截
距关于n的点集确定所述补偿截距关于标定温度的点集;对所述补偿斜率关于标定温度的
点集进行多项式拟合以确定所述第一温度补偿系数;对所述补偿截距关于标定温度的点集
进行多项式拟合以确定所述第二温度补偿系数。
成标定。
定温度,在各个所述标定温度下分别对所述电阻式电流传感器施加多次电流,并分别获取
对应的所述电阻式电流传感器的电流采样值;其中,所述标定温度极低值为所述电阻式电
流传感器的温箱温度;标定模块,用于根据所述电阻式电流传感器的多个所述电流采样值
以及对应的所述标定温度确定温度补偿系数,将所述温度补偿系数写入所述电阻式电流传
感器中以完成标定。所述电阻式电流传感器的标定装置与上述电阻式电流传感器的标定方
法相对于现有技术所具有的优势相同,在此不再赘述。
所述电阻式电流传感器的温度采样值;根据所述温度补偿系数和获取到的所述温度采样值
对所述电阻式电流传感器进行校准。
样准确度。
[i]表示第一温度补偿系数,B[i]表示第二温度补偿系数,Isa表示所述电阻式电流传感器
的电流采样值,i表示次项。
电流传感器的标定方法。所述电阻式电流传感器的标定系统与上述电阻式电流传感器的标
定方法相对于现有技术所具有的优势相同,在此不再赘述。
校准方法。所述计算机可读存储介质与上述电阻式电流传感器的标定方法或校准方法相对
于现有技术所具有的优势相同,在此不再赘述。
附图说明
具体实施方式
标定温度,在各个所述标定温度下分别对所述电阻式电流传感器施加多次电流,并分别获
取对应的所述电阻式电流传感器的电流采样值;其中,所述标定温度极低值为所述电阻式
电流传感器的温箱温度;根据所述电阻式电流传感器的多个所述电流采样值以及对应的所
述标定温度分别确定温度补偿系数,将所述温度补偿系数写入所述电阻式电流传感器中以
完成标定。
~ ~
器的电阻区,以确保温度采样准确且无延时。施加电流的时间应尽可能短暂,以确保电阻式
电流传感器的电流采样值为同一温度下读取。
线,可以通过样件选择大电流Ip的大小。选择合适的大电流Ip需要确保:1、大电流Ip不会损
坏电阻式电流传感器,即Ip不能过高;2、大电流Ip能够在短时间内加热电阻式电流传感器,
即Ip不能过低。大电流Ip的范围由电流上限和电流下限确定,其中,电流下限指使升温时间
短于所能容忍的时间的电流值,电流上限则根据器件说明书的工作电流上限确定。在图2
中,Tenv表示环境温度;Tmax表示施加电流为Ip下电阻式电流传感器的最高温度,此值不应
超过电阻式电流传感器的工作温度上限;t3表示电阻式电流传感器温度到达最高值的所需
时间;T1、T2表示介于Tenv和Tmax之间的任意两个温度点;t1、t2表示电阻式电流传感器样
件温度采样值分别达到T1、T2所需时间。需要说明的是,图2仅为示例,在其他实施例中,可
在Tenv和Tmax之间选择多个温度点及其对应的时间来指导标定电流的选取。
动形式。
范围下对电流传感器进行标定。本实施例采用温箱标定和大电流升温标定相结合的标定方
法,通过温箱降温实现在工作温度最低值的电流采样,利用电阻式电流传感器流过大电流
发热的特性,采用大电流对电阻式电流传感器进行加热,从而实现全温度范围下的电阻式
电流传感器标定,相比传统温箱标定方案而言,标定时间和标定能耗均有大幅度下降,因而
能够实现高效的电阻式电流传感器标定。
偿系数A[i]和B[i]分别如表2所示(i为自然数):
用大电流对电阻式电流传感器进行加热,从而实现全温度范围下的电阻式电流传感器标
定,相比传统温箱标定方案而言,标定时间和标定能耗均有大幅度下降,因而能够实现高效
的电阻式电流传感器标定。
设定电流;其中,所述固定时间是指预先测量的使电阻式电流传感器样件升温至所述标定
温度所需要的时间。
推。
定时获取所述电阻式电流传感器的温度采样值,直到所述温度采样值达到所述标定温度。
器分别施加第一电流和第二电流,获取与所述第一电流对应的第一电流采样值以及与所述
第二电流对应的第二电流采样值;
于n的点集;根据所述补偿斜率关于n的点集和所述补偿截距关于n的点集确定温度补偿系
数。
值,I2sa[n]表示所述第二电流采样值,n表示所述标定温度对应的序号。
二电流采样值I2sa[n],标定温度为T[n],从而可以确定相应的补偿斜率和补偿截距。
流采样值,n表示标定温度对应的序号。
感器的多个电流采样值以及对应的标定温度分别确定温度补偿系数,若未完成,则继续对
电阻式电流传感器施加设定电流以完成所有标定温度的电流采样。
定补偿斜率和补偿截距,进而可以根据补偿斜率和补偿截距确定温度补偿系数。
斜率关于n的点集确定所述补偿斜率关于标定温度的点集;根据所述补偿截距关于n的点集
确定所述补偿截距关于标定温度的点集;对所述补偿斜率关于标定温度的点集进行多项式
拟合以确定所述第一温度补偿系数;对所述补偿截距关于标定温度的点集进行多项式拟合
以确定所述第二温度补偿系数。
得到对应的多项式i次项前系数A[i]和B[i],即第一温度补偿系数和第二温度补偿系数,即
根据补偿斜率关于n的点集确定补偿斜率关于标定温度的点集,根据补偿截距关于n的点集
确定补偿截距关于标定温度的点集,对补偿斜率关于标定温度的点集进行多项式拟合以确
定第一温度补偿系数,对补偿截距关于标定温度的点集进行多项式拟合以确定第二温度补
偿系数。
的标定温度。
的点集和补偿截距关于标定温度的点集进行拟合,从而根据拟合结果确定温度补偿系数。
采样值关于标定电流的点集进行拟合,拟合结果为一次函数,一次函数的斜率即为补偿斜
率,一次函数的截距即为补偿截距,然后根据补偿斜率和补偿截距确定温度补偿系数。
至不同的标定温度,在各个所述标定温度下分别对所述电阻式电流传感器施加多次电流,
并分别获取对应的所述电阻式电流传感器的电流采样值;其中,所述标定温度极低值为所
述电阻式电流传感器的温箱温度;标定模块,用于根据所述电阻式电流传感器的多个所述
电流采样值以及对应的所述标定温度确定温度补偿系数,将所述温度补偿系数写入所述电
阻式电流传感器中以完成标定。
器的温度补偿系数;获取所述电阻式电流传感器的温度采样值;根据所述温度补偿系数和
获取到的所述温度采样值对所述电阻式电流传感器进行校准。
度。
[i]表示第一温度补偿系数,B[i]表示第二温度补偿系数,Isa表示所述电阻式电流传感器
的电流采样值,i表示次项。
取温度补偿系数,则在根据所述温度补偿系数和获取到的所述温度采样值对所述电阻式电
流传感器进行校准时,可利用高斯函数去计算电流校准值。
如上电阻式电流传感器的标定方法。
标定方法或校准方法。
改均将落入本发明的保护范围。