專利名稱：實驗參考方法中的標(biāo)定的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種用于以實驗參考方法標(biāo)定測量儀表的方法以及實 施該方法的裝置。
背景技術(shù)：
測量儀表，特別是分析儀表(諸如用于檢查水性介質(zhì)或其他樣本 的混濁度傳感器)通常包括至少一個用于測量變量的第一傳感器，其 信號被根據(jù)映射規(guī)范映射到輸出的測量值。這個映射規(guī)范可以例如包 含恒定因子、線性等式、多項式或任何其他表達式。除了依賴第一傳 感器的信號之外，映射規(guī)范還可以依賴于至少一個第二傳感器的信號， 以例如能夠補償?shù)谝粋鞲衅鲗τ诘诙鞲衅鞯臏y量變量(例如溫度) 的交叉敏感。映射規(guī)范例如可以以特征曲線的形式表示。映射規(guī)范的 參數(shù)(例如，系數(shù)和零點偏移)通常存儲在測量儀表的數(shù)據(jù)存儲器中。
通常，測量儀表在投入使用時得到標(biāo)定，從而保存的映射規(guī)范的 參數(shù)與需要的參數(shù)一致，使得在期望的測量精度之內(nèi)，輸出的測量值 與測量變量的實際值相同。
然而，測量儀表會發(fā)生漂移，即，由于磨損、老化、污垢或其他 原因，輸出的測量值與測量變量的實際值不同。在這種情況中，保存 的映射規(guī)范參數(shù)不再是最新的，必須被重標(biāo)定。
對于pH測量儀表，這例如是通過在至少兩個不同的pH值利用兩 種標(biāo)準(zhǔn)液體執(zhí)行測量并且通過基于輸出的測量值調(diào)節(jié)測量儀表的零點 和斜率而完成的，從而測量儀表輸出對于參考液體的正確測量值。
這種處理方式不能用于例如用于監(jiān)控飲用水的固定安裝的混濁度 測量儀表，因為它們不能被從飲用水中取出并投入到具有一定混濁度 的標(biāo)準(zhǔn)樣本。
作為替代，這些混濁度測量儀表以所謂的實驗參考方法標(biāo)定。為 此，在標(biāo)定測量時刻的當(dāng)前測量值被保存作為標(biāo)定測量值。同時，采 取介質(zhì)樣本并且在實驗室中對采取的樣本執(zhí)行實驗參考測量。實驗參 考測量的結(jié)果被用作用于標(biāo)定測量儀表的實驗參考測量值。
從標(biāo)定測量值和實驗參考測量值之間的差，獲得測量儀表在實驗 參考測量值的當(dāng)前偏差。如果沒有進一步的信息，這個偏差通常與零 點漂移相關(guān)，并且測量儀表的映射規(guī)范的相應(yīng)參數(shù)被更新。這種處理 方式是有問題的，因為測量儀表的性能也能夠改變，使得它將需要校 正映射規(guī)范的其他參數(shù)，例如在線性映射規(guī)范中這是斜率。

發(fā)明內(nèi)容
于是，本發(fā)明的目的是提供一種用于測量儀表的標(biāo)定方法，以克 服上述缺點。
根據(jù)本發(fā)明，該目的通過獨立權(quán)利要求1限定的方法以及獨立權(quán) 利要求6限定的測量儀表實現(xiàn)。
在本發(fā)明用于標(biāo)定測量儀表的方法中，該測量儀表利用至少一個 第一傳感器監(jiān)控測量介質(zhì)的測量變量，其中第一傳感器的信號被根據(jù) 映射規(guī)范映射為測量值，該方法包括以下步驟-
將測量儀表的當(dāng)前測量值標(biāo)記為當(dāng)前標(biāo)定測量值；
將測量介質(zhì)的實驗參考樣本提供給實驗參考測量儀表，該實驗參
考樣本具有標(biāo)定測量值在標(biāo)記時刻的特性；
基于實驗參考樣本而利用實驗參考測量儀表確定測量變量的實際
值，并且提供及標(biāo)記該實際值作為當(dāng)前實驗參考測量值；
基于當(dāng)前標(biāo)定測量值以及當(dāng)前實驗參考測量值，更新映射規(guī)范； 其中，進一步
在更新映射規(guī)范時，考慮至少一對較早的值，即，在之前的標(biāo)定 中確定的標(biāo)定測量值和相關(guān)的實驗參考測量值。
優(yōu)選地，在更新映射規(guī)范時考慮多對較早的值。
在本發(fā)明的進一步發(fā)展中，對于值對還標(biāo)記其測量時刻。這使得 在更新映射規(guī)范時能夠考慮值對的"年齡"。例如，年齡可以作為加 權(quán)因子輸入，較老的值對比較年輕的值對的權(quán)重低。值對的相對權(quán)重 可以例如使用年齡的衰減指數(shù)函數(shù)描述。
另外，較早值對的權(quán)重可以更快速地降低，使得較早實驗參考測 量值附近喪失當(dāng)前實驗參考測量值。
一方面，標(biāo)定可以以可預(yù)定的時間間隔周期性執(zhí)行；另一方面， 標(biāo)定可以是事件控制的。為此，測量儀表可以具有例如劑量儀功能， 其檢測測量儀表的負(fù)載等效量并集合例如極端溫度等。在消耗了可預(yù) 定的負(fù)載容許量之后，可以需要標(biāo)定。這個功能對應(yīng)于加權(quán)了負(fù)載的 時標(biāo)。在負(fù)載較少的情況中，儀表在下一次標(biāo)定前可以比負(fù)載較高的 情況更長時間地操作。
最后，當(dāng)測量儀表輸出不常見的測量值時，可以需要標(biāo)定。例如 當(dāng)在相關(guān)測量位置長時間沒有測量值出現(xiàn)在當(dāng)前測量值周圍的可預(yù)定 值域時以及/或者當(dāng)長時間沒有在可預(yù)定的值域中進行標(biāo)定時，測量值 是不常見的。
本發(fā)明的測量儀表包括至少一個第一傳感器用于檢測測量介質(zhì)的 測量變量，其中第一傳感器輸出依賴于測量變量的信號；和 具有微計算機的電子電路，其中
第一傳感器的信號被電子電路根據(jù)映射規(guī)范映射到測量值；以及 其中電子電路包括數(shù)據(jù)存儲器，其中能夠保存標(biāo)定測量值與相關(guān) 的實驗參考測量值的值對，以基于值對更新映射規(guī)范。
測量儀表可以例如是用于分析水介質(zhì)的測量儀表，特別是用于監(jiān) 控飲用水的混濁度測量儀表。


現(xiàn)在根據(jù)附圖中的實施例解釋本發(fā)明，附圖中 圖l是根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)，利用實驗參考的標(biāo)定的方法的圖表；和 圖2是用于利用實驗參考進行標(biāo)定的本發(fā)明的方法的圖表。
具體實施例方式
圖1示意性顯示了通過使用偏移校正的標(biāo)定獲得的特征曲線，正 如現(xiàn)有技術(shù)中已知的。
傳感器信號被繪在水平軸上，而縱軸顯示傳感器的測量變量的測 量值，其依賴于傳感器信號。圖1中的實線對應(yīng)于測量儀表在啟動時 刻的特征曲線。假設(shè)在使用測量儀表時周期性執(zhí)行標(biāo)定，例如每月一 次，那么在標(biāo)定時刻，利用當(dāng)前特征曲線標(biāo)記標(biāo)定測量值，同時采用 測量介質(zhì)的實驗參考樣本。基于實驗參考樣本，在實驗室中確定實驗 參考測量值作為測量儀表的期望值。作為結(jié)果，特征曲線的零點或偏 移移動實驗參考測量值與標(biāo)定測量值之間的差，從而在當(dāng)前標(biāo)定的條 件下要輸出的測量值對應(yīng)于標(biāo)定的期望值。為了指示這一點，圖1中 對于不同標(biāo)定給出了交叉標(biāo)記，特征曲線移動至交叉標(biāo)記，作為標(biāo)定 的結(jié)果。
正如可以直接看到的，根據(jù)所用的各條特征曲線的輸出的值之間 具有較大偏差；并且當(dāng)除零點移動之外的其他因素導(dǎo)致測量儀表漂移 時，根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)的處理方式導(dǎo)致測量誤差。
圖2顯示了根據(jù)本發(fā)明的實驗參考方法的特征曲線，其中為了校
正特征曲線，不僅應(yīng)用當(dāng)前標(biāo)定數(shù)據(jù)，而且應(yīng)用較早的標(biāo)定數(shù)據(jù)。圖2
中的原始數(shù)據(jù)與圖1的原始數(shù)據(jù)相同，即，實線又一次作為啟動時刻 的特征曲線。
交叉標(biāo)記顯示了在三個不同時刻的標(biāo)定數(shù)據(jù)的實驗參考測量值， 其中標(biāo)定時刻從左到右增加。然而，這并不是必須的，因為圖表中的 實驗參考測量值的位置并不依賴于時刻，而是僅僅依賴于標(biāo)定測量值 或者標(biāo)定測量值的傳感器信號以及相關(guān)的實驗參考測量值。
在一個實施例中，在第一標(biāo)定的情況中，確定的實驗參考值與在
原始特征曲線的情況中一樣被加權(quán)。s卩，利用100個原始特征曲線支
持點以及具有100倍加權(quán)的第一標(biāo)定值對執(zhí)行二階多項式擬合，以確 定更新的特征曲線。結(jié)果以點劃線表示。
為了確定根據(jù)第二標(biāo)定的特征曲線，在擬合二階多項式的情況中， 考慮100倍加權(quán)的第二標(biāo)定值對、50倍加權(quán)的第一標(biāo)定值對、以及具 有100個支持點的原始特征曲線，以確定新更新的特征曲線。結(jié)果以 點線表示。
為了確定根據(jù)第三標(biāo)定的特征曲線，在擬合用于第三次更新特征 曲線的二階多項式的情況中，考慮IOO倍加權(quán)的第三標(biāo)定值對、50倍 加權(quán)的第二標(biāo)定值對、25倍加權(quán)的第一標(biāo)定值對、以及具有100個支 持點的原始特征曲線。結(jié)果以虛線表示。
可以容易地看到，特別是在較早的標(biāo)定點的情況中，各個特征曲 線之間的相對偏差顯著減小。于是，本發(fā)明的方法導(dǎo)致特征曲線更為 魯棒的更新。同樣，原始的工廠方面的標(biāo)定隨著后續(xù)標(biāo)定數(shù)目增加而 相對喪失其重要性，但沒有完全消失。這種處理方式被證明是正確的，
儀表的某些基本特征即使在測量值漂移的情況也得到保留。
代替所述用于更新特征曲線的處理方式，例如具有一定數(shù)目支持 點的最新特征曲線可以被利用當(dāng)前標(biāo)定數(shù)據(jù)的相應(yīng)加權(quán)而擬合。以這 種方式，原始的特征曲線迅速失去重要性。
同樣，在擬合之后確定的新的特征曲線與標(biāo)定的實驗參考值之間 的殘差能夠由特征曲線的附加偏移而補償。
從這里給出的思想出發(fā)，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以根據(jù)具體測量儀表 的老化特性以及相關(guān)測量點得出其他統(tǒng)計方法以及分析策略。
權(quán)利要求
1.用于標(biāo)定測量儀表的方法，該測量儀表利用至少一個第一傳感器監(jiān)控測量介質(zhì)的測量變量，其中第一傳感器的信號被根據(jù)映射規(guī)范映射為測量值，該方法包括以下步驟將測量儀表的當(dāng)前測量值標(biāo)記為當(dāng)前標(biāo)定測量值；將測量介質(zhì)的實驗參考樣本提供給實驗參考測量儀表，該實驗參考樣本具有標(biāo)定測量值在標(biāo)記的時刻的特性；基于實驗參考樣本，利用實驗參考測量儀表確定測量變量的實際值，并且提供及標(biāo)記該實際值作為當(dāng)前實驗參考測量值；基于當(dāng)前標(biāo)定測量值以及當(dāng)前實驗參考測量值，更新映射規(guī)范；其特征在于，為了更新所述映射規(guī)范，考慮至少一個較早的值對，即，在之前的標(biāo)定中確定的標(biāo)定測量值和相關(guān)的實驗參考測量值。
2. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的方法，其中為了更新映射規(guī)范，考慮標(biāo) 定測量值和實驗參考測量值的多個較早值對。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的方法，其中對于值對，在更新映射 規(guī)范時考慮值對的壽命作為加權(quán)因子，并且較老的值對比較年輕的值 對的權(quán)重低。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1 3之一所述的方法，其中周期性執(zhí)行標(biāo)定。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1 3之一所述的方法，其中以事件控制的方式 執(zhí)行標(biāo)定。
6. 測量儀表，包括至少一個第一傳感器，用于檢測測量介質(zhì)的測量變量，其中第一 傳感器輸出依賴于測量變量的信號；和具有微計算機的電子電路，其具有數(shù)據(jù)存儲器和程序存儲器，其 中第一傳感器的信號被電子電路根據(jù)映射規(guī)范映射到測量值，其中映 射規(guī)范特別是能夠根據(jù)前述權(quán)利要求之一所述的方法得到更新；以及數(shù)據(jù)存儲器中能夠保存標(biāo)定測量值與相關(guān)的實驗參考測量值的值 對，以及程序存儲器中保存程序，以基于值對更新映射規(guī)范。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的測量儀表，其中測量儀表是用于監(jiān)控飲 用水的混濁度測量儀表。
全文摘要
一種用于標(biāo)定測量儀表的方法，該測量儀表利用至少一個第一傳感器監(jiān)控測量介質(zhì)的測量變量，其中第一傳感器的信號被基于映射規(guī)范映射為測量值，其中該方法包括以下步驟將測量儀表的當(dāng)前測量值標(biāo)記為當(dāng)前標(biāo)定測量值；將測量介質(zhì)的實驗參考樣本提供給實驗參考測量儀表，該實驗參考樣本具有標(biāo)定測量值在標(biāo)記時刻的特性；基于實驗參考樣本而利用實驗參考測量儀表確定測量變量的實際值，并且將該實際值提供及標(biāo)記作為當(dāng)前實驗參考測量值；以及基于當(dāng)前標(biāo)定測量值以及當(dāng)前實驗參考測量值，更新映射規(guī)范。本發(fā)明的特征在于，在更新映射規(guī)范時，考慮至少一對較早的值，即，在前一次標(biāo)定中確定的標(biāo)定測量值和相關(guān)的實驗參考測量值。
文檔編號G01D18/00GK101346618SQ200680048903
公開日2009年1月14日 申請日期2006年12月13日 優(yōu)先權(quán)日2005年12月23日
發(fā)明者拉爾夫·于斯格斯, 菲利普·羅特, 馬爾科·布特曼 申請人:恩德萊斯和豪瑟爾測量及調(diào)節(jié)技術(shù)分析儀表兩合公司