專利名稱：測量設(shè)備校準狀況的客觀自診斷的系統(tǒng)和方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本申請涉及測量系統(tǒng)和方法，并且，更具體地，涉及在沒有損害測量 準確度之下允許校準期在非常低風險的過度延長之下延長的測量系統(tǒng)和方 法。
背景技術(shù)：
每一種測量設(shè)備都隨著時間漂移或變化。由于這種漂移，測量設(shè)備必 須定期重新校準以保證由設(shè)備做出的測量保持在通常由測量設(shè)備的規(guī)范所 限定的公差內(nèi)。在其超出公差之前沒有能校準測量設(shè)備可能具有負面后果， 包括取消或質(zhì)疑由設(shè)備自從最近校準做出的所有測量。校準的失敗在實地 會導致錯誤的測量，這就質(zhì)量、成本、安全性等而言是災難性的。因此非 常期望以充分短的重新校準間隔來校準。
雖然短的重新校準間隔是期望的以確保準確測量，比所需更短的重新 校準間隔會增大校準頻率，因而增加直接和間接的校準成本，比如儀器停 機時間、運輸以及相關(guān)的風險。目前，重新校準間隔通常基于類似設(shè)備的 已有經(jīng)驗，并且其基于測量設(shè)備的最大預期校準漂移來選擇。
選擇足夠短的重新校準間隔的困難由于校準漂移在不同的測量設(shè)備中 以不同的速度出現(xiàn)的事實而加重。因此，測量設(shè)備的重新校準間隔通?；?于大量類似設(shè)備的校準漂移歷史統(tǒng)計地確定。間隔然后選擇為在校準時提 供容許狀況的可接受可能性。在重新校準時超出誤差狀況的非常高成本之 下，間隔必須是保守的，并且因此導致大多測量設(shè)備比所需的更早地校準， 從而不必要地增加成本。另外，預測性的統(tǒng)計方法沒有任何希望識別出其 行為明顯偏移預測行為的非正常值。
因此需要一種給預測性重新校準間隔選擇提供替代方案以使得在重新 校準時無超出容許狀況的危險之下能使用更長的重新校準間隔的系統(tǒng)和方 法

發(fā)明內(nèi)容
一種測量系統(tǒng)和方法進行多個測量，其中至少一些測量與其它測量獨 立地進行。該系統(tǒng)然后從多個相應的測量中的至少一些獲得組合值來獲得 測量值。由該系統(tǒng)和方法獲得的多個測量還用來提供關(guān)于用來進行測量的 測量設(shè)備的校準漂移的信息，比如多個測量中的至少一些的準確度是否小 于預定準確度的指示。


圖1是根據(jù)本發(fā)明一個實施例的壓力測量系統(tǒng)的框圖。
圖2是根據(jù)本發(fā)明一個實施例的壓力測量設(shè)備的側(cè)面等距視圖。
圖3是圖2的壓力測量設(shè)備的底部等距視圖。
圖4是根據(jù)本發(fā)明一個實施例的電氣測量系統(tǒng)的框圖。
具體實施例方式
根據(jù)本發(fā)明一個實施例的測量系統(tǒng)10在圖1中示出。系統(tǒng)IO用來測 量壓力，但是操作原理能用于測量任何其它種類物理變量(比如溫度)或 電氣信號特征(比如電壓或頻率)的系統(tǒng)。系統(tǒng)10包括三個具有連接至共 用壓力管道18的相應入口的壓力換能器12、 14、 16。壓力換能器12、 14、 16由共用電源28提供動力的相應電源22、 24、 26提供動力。電源22、 24、 26的每個包括提供調(diào)節(jié)電壓的基準電壓源30a，b,c以及將基準電壓從電壓 源30a,b,c轉(zhuǎn)換至相應電流的恒流源32a,b,c。然而，不同類型的電源可根據(jù) 系統(tǒng)中使用的測量設(shè)備的性質(zhì)來使用。同樣，雖然系統(tǒng)10使用三個壓力換 能器12、 14、 16和相關(guān)的部件，但是也能僅使用兩個壓力換能器或多于三 個的壓力換能器。然而，三個壓力換能器12、 14、 16是使得能識別出提供 與其它顯著不同的測量的壓力換能器的最小化數(shù)目換能器。
壓力換能器12、 14、 16的每個提供與由換能器12、 14、 16測量的管 道18中的壓力相應的模擬輸出電壓。輸出電壓應用至相應的模擬/數(shù)字 ("A/D")轉(zhuǎn)換器42、 44、 46，它們分別輸出指示由換能器12、 14、 16測 量的壓力的相應數(shù)字輸出信號。來自A/D轉(zhuǎn)換器42、 44、 46的數(shù)字輸出信號應用至數(shù)字處理器48，數(shù)字處理器48例如能是運行執(zhí)行適合分析算法的 應用程序的計算機系統(tǒng)，如在下面更詳細地討論的。數(shù)字處理器48不僅確 定和提供所測量壓力的指示，而且確定和提供與壓力換能器12、 14、 16的 校準漂移相關(guān)的信息。
很多算法能用來確定測量壓力和校準漂移。例如，能從壓力換能器12、 14、 16的每個獲得的壓力測量的平均值或加權(quán)平均值獲得所測量壓力的值。 在一些實施例中，所測量的壓力值僅從壓力換能器12、 14、 16中兩個的測 量獲得，并且由換能器12、 14、 16中的一個測量的值被忽略，因為例如該 壓力值與其它兩個壓力換能器12、 14、 16測量的壓力過度地不同。校準漂 移能通過多種方式獲得。例如，由壓力換能器12、 14、 16的每個測量的壓 力值能與所測量壓力值的平均值或加權(quán)平均值相比較。如果由換能器12、 14、 16的任何一個測量的壓力值與平均值的不同超過規(guī)定值，能提供指示 換能器12、 14、 16需要校準的校準警報。檢測校準漂移已經(jīng)達到規(guī)定值的 其它方式對于本領(lǐng)域技術(shù)人員而言是很明顯的。
換能器12、 14、 16可彼此相同，或兩個或更多個能在很多方面彼此不 同。例如，壓力換能器12、 14、 16可具有不同的操作原理，比如換能器12 具有安裝有電阻應變儀的隔膜，換能器14具有安裝有諧振波束力傳感器的 隔膜，并且換能器16具有響應于壓力變化而壓縮或張緊的彈簧并且安裝有 感知彈簧的可移動端部的位置的位置傳感器。作為另一個示例，壓力換能 器12、 14、 16可都使用共同的操作原理，但是它們可由不同的廠商制造。 替代地，它們可都使用共同的操作原理并且由相同的廠商制造，但是來自 不同的生產(chǎn)批次。壓力換能器12、 14、 16之間的其它變化也是可能的。使 用在某些方面彼此不同的壓力換能器12、 14、 16傾向于減少其校準漂移將 互相匹配的可能性。
壓力傳感器50的實施例在圖2和3中示出。壓力傳感器50包括如上 面所解釋的彼此間能是相同的或不同的三個壓力換能器52、 54、 56。換能 器52、 54、 56的每個包括電氣端子58，換能器52、 54、 56通過電氣端子 58被供電并且能由此獲得指示測量值的信號。換能器可以三個90度軸圍繞 從球形殼體62延伸的壓力孔60(圖3)對稱地定位。同樣，溫度探測器64 (圖2)可與所有換能器52、 54、 56等距地定位。將換能器52、 54、 56對稱地定位在球面上與測試壓力孔等距確保即使壓力改變它們也全部以相 同的方式受壓，以使得能在由換能器測量的壓力之間做出有效的比較。將
換能器定向在三個90度軸中提供了全部傳感器不受定向和重力影響的獨立 性。在使用中，壓力孔60可面向任何方向。
根據(jù)本發(fā)明另一個實施例的測量系統(tǒng)70在圖4中示出。系統(tǒng)70使用 三個分開的電壓測量設(shè)備74、 76、 78測量電線72上的電壓。電壓測量設(shè) 備74、 76、 78的每個將相應的數(shù)字輸出提供至電壓處理器80，電壓處理器 如上面所解釋的使用適合的算法來提供測量電壓值以及與校準漂移相關(guān)的 信息，比如校準需求警報。再次，電壓測量設(shè)備74、 76、 78能是彼此相同 的，或如前面所解釋的它們在很多方面彼此不同。電壓測量設(shè)備74、 76、 78可在相同的位置處連接至電線72以使得它們暴露至相同的測量環(huán)境。例 如，如果電壓測量設(shè)備74、 76、 78在不同的位置處連接至電線72，沿著電 線的長度可存在壓降，或電壓能電容性地結(jié)合至電線72上的一個位置至比 另一個位置更大或更小的程度。
從前述中將理解到，盡管本發(fā)明的具體實施例在這里已經(jīng)為了解釋的 目的而描述，但是各種變形可在不脫離本發(fā)明的精神和范圍之下做出。因 此，本發(fā)明僅由所附權(quán)利要求限制。
權(quán)利要求
1.一種測量參數(shù)的方法，包括進行多個測量，至少其中一些測量與其它測量獨立地進行；從所述多個測量中的至少一些中得到測量值；以及使用所述多個測量以確定所述多個測量中的至少一些的準確度是否低于預定的準確度。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1的方法，其中進行多個測量的動作包括使用具有不 同操作原理的相應多個測量設(shè)備進行多個測量。
3. 根據(jù)權(quán)利要求l的方法，其中進行多個測量的動作包括使用由不同 廠商制造的相應多個測量設(shè)備進行多個測量。
4. 根據(jù)權(quán)利要求l的方法，其中從所述多個測量中的至少一些得到測 量值的動作包括根據(jù)從至少一個測量獲得的值與從其它測量中的至少一些獲得的值 的組合相比較，放棄至少其中一個測量；以及 使用剩余的測量來提供所述測量值。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1的方法，其中從所述多個測量的至少一些得到測量 值的動作包括平均所述多個測量。
6. 根據(jù)權(quán)利要求1的方法，其中使用所述多個測量來確定所述多個測 量中的至少一些的準確度是否低于預定準確度的動作包括將從所述多個測 量的每一個獲得的相應值與從所述多個測量獲得的值的組合所確定的值相 比較。
7. 根據(jù)權(quán)利要求6的方法，其中從所述多個測量的組合確定的值包括 從所述多個測量獲得的相應值的平均值。
8. 根據(jù)權(quán)利要求1的方法，還包括如果所述多個測量的至少一些的準 確度低于預定準確度，則提供校準警報。
9. 根據(jù)權(quán)利要求1的方法，其中進行多個測量的動作包括進行多個流 體壓力測量。
10. 根據(jù)權(quán)利要求1的方法，其中進行多個測量的動作包括進行多個電氣測量。
11. 根據(jù)權(quán)利要求1的方法，其中進行多個測量的動作包括在相同的測 量環(huán)境中進行所述多個測量的每一個。
12. —種測量系統(tǒng)，包括多個測量設(shè)備，其中至少一些測量設(shè)備彼此不同，所述測量設(shè)備的每 一個提供相應的測量值；以及結(jié)合為從所述多個測量設(shè)備接收測量值的處理器，該處理器可操作來 從多個測量值的至少一些得到測量值，該處理器還可操作來提供關(guān)于多個 校準設(shè)備的至少一些的校準漂移的信息。
13. 根據(jù)權(quán)利要求12的測量系統(tǒng)，其中所述多個測量設(shè)備具有彼此不 同的相應操作原理。
14. 根據(jù)權(quán)利要求12的測量系統(tǒng)，其中所述多個測量設(shè)備包括由不同 廠商制造的測量設(shè)備。
15. 根據(jù)權(quán)利要求12的測量系統(tǒng)，其中所述處理器可操作來將來自相 應測量設(shè)備的測量值的每一個與從多個相應測量設(shè)備的測量值的組合所得 到的值相比較，并且基于該比較，選擇所述測量值中的至少一個以在確定 測量值時忽略。
16. 根據(jù)權(quán)利要求12的測量系統(tǒng)，其中從多個相應測量設(shè)備獲得的測 量值的組合得到的值包括從多個相應測量設(shè)備獲得的測量值的平均值。
17. 根據(jù)權(quán)利要求12的測量系統(tǒng)，其中通過將從多個測量設(shè)備的每一 個獲得的相應值與從多個相應測量設(shè)備獲得的值的組合所得到的值相比 較，所述處理器可操作來提供關(guān)于多個校準設(shè)備中的至少一些的校準漂移 的信息。
18. 根據(jù)權(quán)利要求17的測量系統(tǒng)，其中從多個相應測量設(shè)備獲得的值 的組合所得到的值包括從多個相應測量設(shè)備獲得的值的平均值。
19. 根據(jù)權(quán)利要求12的測量系統(tǒng)，其中由處理器提供的關(guān)于多個校準設(shè)備中的至少一些的校準漂移的信息包括校準警報。
20. 根據(jù)權(quán)利要求12的測量系統(tǒng)，其中測量設(shè)備的每一個包括相應的 壓力換能器。
21. 根據(jù)權(quán)利要求12的測量系統(tǒng)，其中測量設(shè)備的每一個包括相應的 電氣測量設(shè)備。
22. 根據(jù)權(quán)利要求12的測量系統(tǒng)，其中所述多個測量設(shè)備處于相同的 測量環(huán)境中。
23. 根據(jù)權(quán)利要求22的測量系統(tǒng)，其中所述測量設(shè)備的每一個包括相 應的壓力換能器，并且測量系統(tǒng)還包括壓力換能器中的每一個以對稱的方 式與其流體地結(jié)合的殼體，該殼體具有與壓力換能器中的每一個流體相通 的壓力孔。
24. 根據(jù)權(quán)利要求23的測量設(shè)備，其中壓力孔與全部壓力換能器是等 距的。
25. 根據(jù)權(quán)利要求23的測量設(shè)備，其中壓力換能器定位為使得整體測 量設(shè)備上的重力影響與測量設(shè)備的定向無關(guān)。
全文摘要
一種測量系統(tǒng)使用多個在至少一個方面彼此不同的換能器，比如具有不同的操作原理或由不同的廠商制造。從換能器獲得的相應測量值應用至處理器，該處理器基于來自多個換能器的測量值提供一個測量值。該處理器還基于從換能器獲得的測量值與從多個換能器獲得的相應測量值的組合所獲得的值相比較來提供關(guān)于每個換能器的校準漂移的信息。校準漂移的信息提供關(guān)于每個換能器的校準狀況的客觀評測。當換能器被確定為超出其校準誤差時，就出現(xiàn)校準需求警報。
文檔編號G01R19/00GK101608927SQ20091014063
公開日2009年12月23日 申請日期2009年6月10日 優(yōu)先權(quán)日2008年6月11日
發(fā)明者M·吉拉德, P·德拉茹德 申請人:弗盧克公司