JPH10318848A - センサの応答特性を高めるための方法および装置 - Google Patents
センサの応答特性を高めるための方法および装置Info
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- JPH10318848A JPH10318848A JP10131685A JP13168598A JPH10318848A JP H10318848 A JPH10318848 A JP H10318848A JP 10131685 A JP10131685 A JP 10131685A JP 13168598 A JP13168598 A JP 13168598A JP H10318848 A JPH10318848 A JP H10318848A
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- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01K—MEASURING TEMPERATURE; MEASURING QUANTITY OF HEAT; THERMALLY-SENSITIVE ELEMENTS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- G01K15/00—Testing or calibrating of thermometers
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01D—MEASURING NOT SPECIALLY ADAPTED FOR A SPECIFIC VARIABLE; ARRANGEMENTS FOR MEASURING TWO OR MORE VARIABLES NOT COVERED IN A SINGLE OTHER SUBCLASS; TARIFF METERING APPARATUS; MEASURING OR TESTING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- G01D18/00—Testing or calibrating apparatus or arrangements provided for in groups G01D1/00 - G01D15/00
- G01D18/008—Testing or calibrating apparatus or arrangements provided for in groups G01D1/00 - G01D15/00 with calibration coefficients stored in memory
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01K—MEASURING TEMPERATURE; MEASURING QUANTITY OF HEAT; THERMALLY-SENSITIVE ELEMENTS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- G01K7/00—Measuring temperature based on the use of electric or magnetic elements directly sensitive to heat ; Power supply therefor, e.g. using thermoelectric elements
- G01K7/42—Circuits effecting compensation of thermal inertia; Circuits for predicting the stationary value of a temperature
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- Indication And Recording Devices For Special Purposes And Tariff Metering Devices (AREA)
- Measuring Temperature Or Quantity Of Heat (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 各センサに固有の応答特性を改善すること。
【解決手段】 センサの製造後に以下の処理ステップを
有するセンサの応答特性を高めるための方法であって、
事前測定値を算定するためセンサの測定箇所での事前測
定の実施と、事前測定で算出された事前測定値と計算装
置の目標値との比較と、計算装置内の算法演算規則の適
用により事前測定値が少なくとも近似的に修正項分だけ
目標値と異なる前記修正項の時定数（Ｋ）の算定と、前
記測定箇所で各後続測定において前記修正項により測定
されたセンサ値の捕捉を行う方法。
有するセンサの応答特性を高めるための方法であって、
事前測定値を算定するためセンサの測定箇所での事前測
定の実施と、事前測定で算出された事前測定値と計算装
置の目標値との比較と、計算装置内の算法演算規則の適
用により事前測定値が少なくとも近似的に修正項分だけ
目標値と異なる前記修正項の時定数（Ｋ）の算定と、前
記測定箇所で各後続測定において前記修正項により測定
されたセンサ値の捕捉を行う方法。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、請求項１の上位概
念に記載するセンサの応答特性を高めるための方法と、
前記方法を実施するための装置とに関する。
念に記載するセンサの応答特性を高めるための方法と、
前記方法を実施するための装置とに関する。
【０００２】
【従来の技術】プローブ構造に依存するセンサの応答特
性は、通常、測定箇所における実測値の表示に遅れが生
ずる。この点に関しては、それぞれのセンサに固有の応
答特性に対するさまざまな要素に原因がある。これらは
製造条件、年令条件、周囲条件などに制約される可能性
がある。温度センサの場合、この測定装置における応答
特性は、実際に測定箇所に支配する温度の表示で遅れが
生ずる。
性は、通常、測定箇所における実測値の表示に遅れが生
ずる。この点に関しては、それぞれのセンサに固有の応
答特性に対するさまざまな要素に原因がある。これらは
製造条件、年令条件、周囲条件などに制約される可能性
がある。温度センサの場合、この測定装置における応答
特性は、実際に測定箇所に支配する温度の表示で遅れが
生ずる。
【０００３】従来は広範囲に各センサに固有の応答特性
で作動させなければならなかった。すなわち実際にセン
サが該センサの測定値に達する時間まで待機する必要が
あった。
で作動させなければならなかった。すなわち実際にセン
サが該センサの測定値に達する時間まで待機する必要が
あった。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、各セ
ンサに固有の応答特性を改善することのできる方法を提
供することである。さらに本発明の目的は、その方法に
適した装置を構成することである。
ンサに固有の応答特性を改善することのできる方法を提
供することである。さらに本発明の目的は、その方法に
適した装置を構成することである。
【０００５】
【課題を解決するための手段】この課題は、方法に関し
ては請求項１記載の構成により、装置に関しては請求項
１７記載の構成により解決される。
ては請求項１記載の構成により、装置に関しては請求項
１７記載の構成により解決される。
【０００６】本発明のさらなる構成は、それぞれの従属
請求項に記載されている。
請求項に記載されている。
【０００７】
【発明の実施の形態】本発明に関する方法は、本質的に
以下の順番で進行する処理ステップに基づいている。 −事前測定値を算定するためセンサの測定箇所での事前
測定の実施、 −事前測定で算出された事前測定値と計算装置の目標値
との比較、 −計算装置内の算法演算規則の適用により事前測定値が
少なくとも近似的に修正項分だけ目標値と異なる前記修
正項の時定数（Ｋ）の算定、 −前記測定箇所で各後続測定において前記修正項により
測定されたセンサ値の捕捉。
以下の順番で進行する処理ステップに基づいている。 −事前測定値を算定するためセンサの測定箇所での事前
測定の実施、 −事前測定で算出された事前測定値と計算装置の目標値
との比較、 −計算装置内の算法演算規則の適用により事前測定値が
少なくとも近似的に修正項分だけ目標値と異なる前記修
正項の時定数（Ｋ）の算定、 −前記測定箇所で各後続測定において前記修正項により
測定されたセンサ値の捕捉。
【０００８】本発明の方法において事前測定は、各セン
サに代表的な目標測定値を達成するための時間経過とと
もに該センサの応答特性を算出することに利用される。
それと同時に目標測定値は、特定の時点に対する目標値
の所定の値、たとえばゼロ、のステップ応答として与え
られる。センサの応答特性が前記ステップ応答について
算出された後、数学上の演算規則を利用して、目標測定
値を達成するための時間経過を再現する、算出されかつ
応答特性の基準となる事前測定曲線が、計算上目標測定
曲線すなわちステップ応答曲線に変換される。それと同
時に、後続測定においてセンサにより瞬時に測定された
測定値で計算、たとえば加算される所定の修正項の時定
数が算定される。後続測定においては、使用されたセン
サが同様の速い応答特性をもたないにも拘わらず、前記
方法に基づき非常に速く正確な測定結果を達成すること
ができる。
サに代表的な目標測定値を達成するための時間経過とと
もに該センサの応答特性を算出することに利用される。
それと同時に目標測定値は、特定の時点に対する目標値
の所定の値、たとえばゼロ、のステップ応答として与え
られる。センサの応答特性が前記ステップ応答について
算出された後、数学上の演算規則を利用して、目標測定
値を達成するための時間経過を再現する、算出されかつ
応答特性の基準となる事前測定曲線が、計算上目標測定
曲線すなわちステップ応答曲線に変換される。それと同
時に、後続測定においてセンサにより瞬時に測定された
測定値で計算、たとえば加算される所定の修正項の時定
数が算定される。後続測定においては、使用されたセン
サが同様の速い応答特性をもたないにも拘わらず、前記
方法に基づき非常に速く正確な測定結果を達成すること
ができる。
【０００９】センサが比較的ゆるやかな該センサの応答
特性に基づき、たとえば２０秒後にはじめて正確な測定
値を表示する場合、本発明の方法を適用すると、正確な
測定結果はすでに、たとえば３秒後に達成することがで
きる。
特性に基づき、たとえば２０秒後にはじめて正確な測定
値を表示する場合、本発明の方法を適用すると、正確な
測定結果はすでに、たとえば３秒後に達成することがで
きる。
【００１０】本発明の方法は、さまざまなセンサ用とし
て、たとえば温度センサ、湿度センサ、ガスセンサなど
に使用することができる。
て、たとえば温度センサ、湿度センサ、ガスセンサなど
に使用することができる。
【００１１】本発明の方法は、事前測定中に測定曲線を
形成するために、多数の事前測定値の算出に適してい
る。ただし他方では、すでに連続する測定値が少なくと
も達成されるべき目標測定値を推定もしくは予測するこ
とができる。これに続き、算出された事前測定値もしく
は事前測定曲線を目標特性曲線に変換するため、修正項
のための時定数が算定される。
形成するために、多数の事前測定値の算出に適してい
る。ただし他方では、すでに連続する測定値が少なくと
も達成されるべき目標測定値を推定もしくは予測するこ
とができる。これに続き、算出された事前測定値もしく
は事前測定曲線を目標特性曲線に変換するため、修正項
のための時定数が算定される。
【００１２】事前測定中に一定もしくは安定した周囲条
件、特に算定される測定量の一定の値は、測定箇所で調
節されなければならない。これは温度センサの場合、所
定の初期値においても、同様にそれに続いて与えられる
最終値においても、一定の温度が支配されなければなら
ないことを意味する。さらに理想的には事前測定中に、
少なくとも近似的に後々の後続測定の向流速度に相当す
る一定の向流速度が事前に支配していなければならな
い。さらに少なくとも近似的に後々の後続測定と同様の
放射条件が望ましい。
件、特に算定される測定量の一定の値は、測定箇所で調
節されなければならない。これは温度センサの場合、所
定の初期値においても、同様にそれに続いて与えられる
最終値においても、一定の温度が支配されなければなら
ないことを意味する。さらに理想的には事前測定中に、
少なくとも近似的に後々の後続測定の向流速度に相当す
る一定の向流速度が事前に支配していなければならな
い。さらに少なくとも近似的に後々の後続測定と同様の
放射条件が望ましい。
【００１３】与えられる修正項は、数学上の級数展開の
形態で簡単な方法で選択できることが明らかになった。
前述のような級数展開は、精度が十分である場合、極く
短時間の計算時間で処理できる重要な長所を有する。こ
れにより時定数は計算装置、たとえばマイクロコントロ
ーラを利用して非常に速く算定することができる。ディ
スプレイ上の事前特性曲線の図解表示と、計算装置で算
定される修正項による測定値の計算を通して変化する事
前特性曲線の図解表示とがただちに可能である。この点
に関しては、事前特性曲線が目標特性曲線の方向に、も
しくは前記目標特性曲線で可能な限り広範囲にカバーさ
れるように修正項の時定数が連続的に変化される適切な
調整装置が測定装置に利用される。このために測定装置
の内部では常に、変化する時定数もしくは修正項により
事前特性曲線の計算がおこなわれる。操作員のために最
初に算出される事前特性曲線の前述の目標特性曲線への
図解の“適合”は、センサの応答特性を最適に高める簡
単な方法である。
形態で簡単な方法で選択できることが明らかになった。
前述のような級数展開は、精度が十分である場合、極く
短時間の計算時間で処理できる重要な長所を有する。こ
れにより時定数は計算装置、たとえばマイクロコントロ
ーラを利用して非常に速く算定することができる。ディ
スプレイ上の事前特性曲線の図解表示と、計算装置で算
定される修正項による測定値の計算を通して変化する事
前特性曲線の図解表示とがただちに可能である。この点
に関しては、事前特性曲線が目標特性曲線の方向に、も
しくは前記目標特性曲線で可能な限り広範囲にカバーさ
れるように修正項の時定数が連続的に変化される適切な
調整装置が測定装置に利用される。このために測定装置
の内部では常に、変化する時定数もしくは修正項により
事前特性曲線の計算がおこなわれる。操作員のために最
初に算出される事前特性曲線の前述の目標特性曲線への
図解の“適合”は、センサの応答特性を最適に高める簡
単な方法である。
【００１４】修正項の時定数は、複数の独立係数の積ま
たは加算から形成することができる。時定数は、たとえ
ばセンサが存在する溶媒と向流速度とに依存するセンサ
の時定数ＫF と測定位置定数ＫS との積である。
たは加算から形成することができる。時定数は、たとえ
ばセンサが存在する溶媒と向流速度とに依存するセンサ
の時定数ＫF と測定位置定数ＫS との積である。
【００１５】本発明のさらなる形成において、事前測定
中の測定周期は、個々の事前測定値を算定するために約
０．５秒〜約５．０秒の範囲で選択される。さらに修正
項の時定数を算定する前に算出される事前測定値の平均
値を出すことも考慮される。前述のならし／平均化によ
り許容誤差が順守される。
中の測定周期は、個々の事前測定値を算定するために約
０．５秒〜約５．０秒の範囲で選択される。さらに修正
項の時定数を算定する前に算出される事前測定値の平均
値を出すことも考慮される。前述のならし／平均化によ
り許容誤差が順守される。
【００１６】後続測定において事前測定値と個別測定値
を算定するために、好ましくは水晶時間制御式クロック
発生装置が設けられる。前記のような水晶時間制御式ク
ロック発生装置により、測定周期は厳密に等間隔で順守
することができる。
を算定するために、好ましくは水晶時間制御式クロック
発生装置が設けられる。前記のような水晶時間制御式ク
ロック発生装置により、測定周期は厳密に等間隔で順守
することができる。
【００１７】測定中のセンサは、好ましくは一方でセン
サを損傷から保護し、かつ、他方では前記センサの最適
の還流を保証する適切なホルダの中に挿入される。
サを損傷から保護し、かつ、他方では前記センサの最適
の還流を保証する適切なホルダの中に挿入される。
【００１８】本発明の方法は、約０．５ｍ／ｓｅｃ以上
の定速の流れガス中での測定と、液体中もしくは溶液中
もしくはバラ物での測定に良好な適性がある。
の定速の流れガス中での測定と、液体中もしくは溶液中
もしくはバラ物での測定に良好な適性がある。
【００１９】すでに述べたように、センサの基準となる
個々の時間経過は、目標値を達成するための基準曲線法
もしくは測定中の直接算定により後続の予測で達成する
ことができる。基準曲線法の場合、測定装置により測定
値のステップ応答は、時間に依存してある一定レベルか
ら第２の一定レベルで検出される。調査された測定値の
応答特性に影響を及ぼす周辺条件が変化する場合、この
影響が調査されかつ定式化されなければならない。この
評価は、測定装置または独立して接続されるパーソナル
コンピュータでおこなうことができる。この解は、直
接、反復式または図解で表示することができる。直接の
解は、時定数に基づき予測式を解くことであり、反復式
の解は、段階的に変化する時定数に基づき目標とする精
度に達するまで解くことであり、また図解は、時定数を
変化させることのできる測定信号と予測結果の曲線の推
移を表示することにより、最適の結果が達成されるまで
おこなわれる。
個々の時間経過は、目標値を達成するための基準曲線法
もしくは測定中の直接算定により後続の予測で達成する
ことができる。基準曲線法の場合、測定装置により測定
値のステップ応答は、時間に依存してある一定レベルか
ら第２の一定レベルで検出される。調査された測定値の
応答特性に影響を及ぼす周辺条件が変化する場合、この
影響が調査されかつ定式化されなければならない。この
評価は、測定装置または独立して接続されるパーソナル
コンピュータでおこなうことができる。この解は、直
接、反復式または図解で表示することができる。直接の
解は、時定数に基づき予測式を解くことであり、反復式
の解は、段階的に変化する時定数に基づき目標とする精
度に達するまで解くことであり、また図解は、時定数を
変化させることのできる測定信号と予測結果の曲線の推
移を表示することにより、最適の結果が達成されるまで
おこなわれる。
【００２０】直接算定における演算規則は、以下の特性
を有する測定装置に実装される。一定の最小量の測定信
号の変化は、時定数のための算定経過を活性化する。そ
れぞれの測定センサの性質に応じて全センサは一定の時
間間隔で待機することができる。これにより一定数の、
応答特性を正確に反映する一組の測定値（信号＋時間）
が検出される。この一組の測定値から計算式にしたがっ
て時定数が算出される。これに次いで、以下にさらに詳
しく説明する計算式にただちに前記時定数が代入され、
かつ、目標特性曲線の算出に使用される。
を有する測定装置に実装される。一定の最小量の測定信
号の変化は、時定数のための算定経過を活性化する。そ
れぞれの測定センサの性質に応じて全センサは一定の時
間間隔で待機することができる。これにより一定数の、
応答特性を正確に反映する一組の測定値（信号＋時間）
が検出される。この一組の測定値から計算式にしたがっ
て時定数が算出される。これに次いで、以下にさらに詳
しく説明する計算式にただちに前記時定数が代入され、
かつ、目標特性曲線の算出に使用される。
【００２１】センサの時定数に関するすべての算定方法
における計算式は、近似的もしくは正確に上昇特性もし
くは応答特性の物理的関係を反映する必要がある。
における計算式は、近似的もしくは正確に上昇特性もし
くは応答特性の物理的関係を反映する必要がある。
【００２２】また、本発明の方法を実施するための装置
は、以下の手段を備えている。 −ホルダに挿入されるセンサ、 −センサの測定値を表示するために前記センサに接続さ
れる制御装置、 −事前測定値を算定するためにセンサ測定箇所での事前
測定と、前記事前測定で算出された事前測定値と目標値
との比較を基準にして、前記事前測定値が少なくとも近
似的に修正項分だけ目標値と異なる前記修正項の時定数
を算出するために演算規則が記憶されている制御装置に
含まれる計算装置、 −算出された修正項の時定数を記憶することができる記
憶装置。
は、以下の手段を備えている。 −ホルダに挿入されるセンサ、 −センサの測定値を表示するために前記センサに接続さ
れる制御装置、 −事前測定値を算定するためにセンサ測定箇所での事前
測定と、前記事前測定で算出された事前測定値と目標値
との比較を基準にして、前記事前測定値が少なくとも近
似的に修正項分だけ目標値と異なる前記修正項の時定数
を算出するために演算規則が記憶されている制御装置に
含まれる計算装置、 −算出された修正項の時定数を記憶することができる記
憶装置。
【００２３】好ましくは、さまざまな測定経過、主とし
て事前特性曲線と目標特性曲線を表示するためのディス
プレイを備えた装置が備えられ、その際、調整装置を利
用して事前特性曲線は、修正項の時定数の変化により演
算規則を利用し目標特性曲線の方向に変化させることが
できる。
て事前特性曲線と目標特性曲線を表示するためのディス
プレイを備えた装置が備えられ、その際、調整装置を利
用して事前特性曲線は、修正項の時定数の変化により演
算規則を利用し目標特性曲線の方向に変化させることが
できる。
【００２４】プリンタ出力端子もしくはパーソナルコン
ピュータ出力端子または組込式プリンタを備えた装置
を、事前特性曲線、目標特性曲線および後続測定の測定
曲線をプリントアウトするために設けることを考慮す
る。
ピュータ出力端子または組込式プリンタを備えた装置
を、事前特性曲線、目標特性曲線および後続測定の測定
曲線をプリントアウトするために設けることを考慮す
る。
【００２５】
【実施例】以下に本発明の方法は、さまざまな溶媒中で
異なる測定プローブの実施例との関連において説明され
る。
異なる測定プローブの実施例との関連において説明され
る。
【００２６】初めに図１に基づき本発明の方法の原理方
式について説明する。向流速度２ｍ／ｓｅｃの空気中の
温度を算定するためにセンサタイプＰＴ１００が使用さ
れる。その際、１００秒の時間間隔に対しそれぞれ毎秒
１つの測定値がセンサによって検出される。温度は、約
９秒後に２５℃の第１の一定値から出発し、約６３℃の
第２の一定値に飛躍的に上げられる。センサは白の測定
点で算定される応答特性もしくは時間経過を示す。セン
サは、明らかに分かるように、非常にゆるやかに温度変
化に従い、かつ、ようやく約９０秒後に約６３℃の目標
値に達する。ただし理想的なセンサの応答特性は、斜線
で示した目標特性曲線に従わなければならない。
式について説明する。向流速度２ｍ／ｓｅｃの空気中の
温度を算定するためにセンサタイプＰＴ１００が使用さ
れる。その際、１００秒の時間間隔に対しそれぞれ毎秒
１つの測定値がセンサによって検出される。温度は、約
９秒後に２５℃の第１の一定値から出発し、約６３℃の
第２の一定値に飛躍的に上げられる。センサは白の測定
点で算定される応答特性もしくは時間経過を示す。セン
サは、明らかに分かるように、非常にゆるやかに温度変
化に従い、かつ、ようやく約９０秒後に約６３℃の目標
値に達する。ただし理想的なセンサの応答特性は、斜線
で示した目標特性曲線に従わなければならない。
【００２７】ここで本発明の方法の式を立てる。適切な
演算規則、好ましくは数学上の級数展開を利用して白の
測定点で与えられたセンサの事前測定曲線は、少なくと
も近似的に目標特性曲線に達するように換算される。適
切な測定装置の計算装置で実施される換算処理がおこな
われた後、後続測定において黒の測定点で計算した測定
曲線が代入される。このＴ９５としてプロットした測定
曲線は、図１に識別できるように、広範囲に目標特性曲
線に対応する。それぞれの後続測定においてセンサの本
来の応答特性曲線は、事前測定曲線の検出後に算出もし
くは計算された修正項の時定数と掛合わされ、この結
果、後続測定において非常に速く測定装置の“正確な測
定値”を表示することができる。
演算規則、好ましくは数学上の級数展開を利用して白の
測定点で与えられたセンサの事前測定曲線は、少なくと
も近似的に目標特性曲線に達するように換算される。適
切な測定装置の計算装置で実施される換算処理がおこな
われた後、後続測定において黒の測定点で計算した測定
曲線が代入される。このＴ９５としてプロットした測定
曲線は、図１に識別できるように、広範囲に目標特性曲
線に対応する。それぞれの後続測定においてセンサの本
来の応答特性曲線は、事前測定曲線の検出後に算出もし
くは計算された修正項の時定数と掛合わされ、この結
果、後続測定において非常に速く測定装置の“正確な測
定値”を表示することができる。
【００２８】修正項と時定数は、たとえば以下のように
算定される。
算定される。
【００２９】この方法は、予想される最終値もしくは実
際に測定箇所に支配する温度値が生ずる既知の時間差を
もつ２つの連続する温度測定の評価に基づく。それと同
時に、たとえば以下の簡略化したモデル式が用いられ
る。
際に測定箇所に支配する温度値が生ずる既知の時間差を
もつ２つの連続する温度測定の評価に基づく。それと同
時に、たとえば以下の簡略化したモデル式が用いられ
る。
【００３０】ＴBer ＝Ｔn ＋｛（Ｔn −Ｔn-1 ）／（ｔ
n −ｔn-1 ）｝＊（ＫF ＊ＫS ） ここで、 ＴBer ＝予測された温度値 Ｔn ＝現在測定された温度値 Ｔn-1 ＝１タイムステップ前に測定された温度値 ｔn ＝現在の測定時点 ｔn-1 ＝その前の測定時点 ＫF ＝センサのプローブ定数 ＫS ＝溶媒と向流速度とに依存する目盛係数
n −ｔn-1 ）｝＊（ＫF ＊ＫS ） ここで、 ＴBer ＝予測された温度値 Ｔn ＝現在測定された温度値 Ｔn-1 ＝１タイムステップ前に測定された温度値 ｔn ＝現在の測定時点 ｔn-1 ＝その前の測定時点 ＫF ＝センサのプローブ定数 ＫS ＝溶媒と向流速度とに依存する目盛係数
【００３１】温度ＴBer 、Ｔn およびＴn-1 は単位
“℃”で、かつ、時間ｔn およびｔn-1ならびにプロー
ブ定数ＫF は単位“秒”で表示する。目盛係数もしくは
測定位置係数ＫS は“パーセント”で表示する。積ＫF
・ＫS は、前述の箇所で示した時定数であるのに対し、
第２項の全合計は上式において修正項を形成する。
“℃”で、かつ、時間ｔn およびｔn-1ならびにプロー
ブ定数ＫF は単位“秒”で表示する。目盛係数もしくは
測定位置係数ＫS は“パーセント”で表示する。積ＫF
・ＫS は、前述の箇所で示した時定数であるのに対し、
第２項の全合計は上式において修正項を形成する。
【００３２】上述の計算式において許容誤差を順守する
ために、測定周期は約０．５〜５．０秒の範囲で変化さ
せ、かつ場合により、算出された測定値について１〜３
の値にならすもしくは平均値を出すことが望ましい。上
述の式は、事前測定がおこなわれた後、目標温度すなわ
ちＴBer が知られているとき、事前測定値（図１の白の
測定点で示した測定曲線を参照）から修正項の時定数、
ここでは係数ＫF とＫS の積にしたがって解くことがで
きる。これにより修正項が全体的に算定される。後続測
定において前記修正項は、既知の時間差をもつ２つの連
続する温度測定で代入されるとともに後続測定の最終温
度が算定される。
ために、測定周期は約０．５〜５．０秒の範囲で変化さ
せ、かつ場合により、算出された測定値について１〜３
の値にならすもしくは平均値を出すことが望ましい。上
述の式は、事前測定がおこなわれた後、目標温度すなわ
ちＴBer が知られているとき、事前測定値（図１の白の
測定点で示した測定曲線を参照）から修正項の時定数、
ここでは係数ＫF とＫS の積にしたがって解くことがで
きる。これにより修正項が全体的に算定される。後続測
定において前記修正項は、既知の時間差をもつ２つの連
続する温度測定で代入されるとともに後続測定の最終温
度が算定される。
【００３３】修正項Ｋは可能な限り正確に算定する必要
があることは当然である。すなわち測定誤りの大きさ
は、修正項を算定する品質とともに測定終了および測定
箇所状態の注意深さとに依存する。すなわち誤りのある
修正項の算定は、期待値が初めにあまりに高くまたは低
く算出され、かつその後で実際値の方に一致させるよう
な影響を及ぼすため、この結果、所望の速さの確実な測
定結果は達成できない。
があることは当然である。すなわち測定誤りの大きさ
は、修正項を算定する品質とともに測定終了および測定
箇所状態の注意深さとに依存する。すなわち誤りのある
修正項の算定は、期待値が初めにあまりに高くまたは低
く算出され、かつその後で実際値の方に一致させるよう
な影響を及ぼすため、この結果、所望の速さの確実な測
定結果は達成できない。
【００３４】算定するためには、測定箇所に安定した条
件が存在しなければならない。すなわち、 −温度が事前測定曲線の検出中に一定であること、 −センサプローブの向流速度が一定であり、かつ、同一
箇所での後続測定に対応すること、 −測定箇所での放射条件は比較的均一であること、すな
わち前記放射条件が後々の測定で、たとえば非常に高温
で運転される場合、低温の装置では算定測定をおこなわ
ないこととしなければならない。
件が存在しなければならない。すなわち、 −温度が事前測定曲線の検出中に一定であること、 −センサプローブの向流速度が一定であり、かつ、同一
箇所での後続測定に対応すること、 −測定箇所での放射条件は比較的均一であること、すな
わち前記放射条件が後々の測定で、たとえば非常に高温
で運転される場合、低温の装置では算定測定をおこなわ
ないこととしなければならない。
【００３５】修正項の時定数の算定において最適の結果
を達成するため測定曲線を検出し、かつ、図１と同様に
前記測定曲線を図解による支援と具体化を利用して側定
員を通して評価することが考慮されている。それと同時
に該側定員は、検出された測定曲線の品質を簡単に光学
的に評価し、算出された修正項の時定数の重要性を正確
に評価することができる。データ通信としては、たとえ
ばセンサを含む測定装置間で、パーソナルコンピュータ
との接続を考慮することができる。さらに測定装置自体
で、図１に示した線図を具体的に表示するために、印刷
装置もしくはグラフィックディスプレイを備えること
も、ただちに可能である。
を達成するため測定曲線を検出し、かつ、図１と同様に
前記測定曲線を図解による支援と具体化を利用して側定
員を通して評価することが考慮されている。それと同時
に該側定員は、検出された測定曲線の品質を簡単に光学
的に評価し、算出された修正項の時定数の重要性を正確
に評価することができる。データ通信としては、たとえ
ばセンサを含む測定装置間で、パーソナルコンピュータ
との接続を考慮することができる。さらに測定装置自体
で、図１に示した線図を具体的に表示するために、印刷
装置もしくはグラフィックディスプレイを備えること
も、ただちに可能である。
【００３６】図２に、もう１つ別の線図を示す。この線
図は、上述の温度センサＰＴ１００の応答特性も、該温
度センサの予測測定値も示す。図示した実施例において
温度センサＰＴ１００は、約２２℃の温度をもつ空気か
ら約９０℃の熱水の中に浸漬され、かつ、これに続いて
温度０℃の氷−水混合液中に入れられる。測定周期は、
事前測定値の平均値を出さずに再び１秒である。応答特
性は、白の測定点で表示した事前測定曲線を示す。修正
された予測測定値は、黒の測定点で印をつけている。目
標経過に近似している予測測定曲線の経過は、当初の温
度センサＰＴ１００の事前測定曲線に比較して明確に現
れている。
図は、上述の温度センサＰＴ１００の応答特性も、該温
度センサの予測測定値も示す。図示した実施例において
温度センサＰＴ１００は、約２２℃の温度をもつ空気か
ら約９０℃の熱水の中に浸漬され、かつ、これに続いて
温度０℃の氷−水混合液中に入れられる。測定周期は、
事前測定値の平均値を出さずに再び１秒である。応答特
性は、白の測定点で表示した事前測定曲線を示す。修正
された予測測定値は、黒の測定点で印をつけている。目
標経過に近似している予測測定曲線の経過は、当初の温
度センサＰＴ１００の事前測定曲線に比較して明確に現
れている。
【００３７】測定装置のディスプレイまたは測定装置に
接続されたパーソナルコンピュータでの光学処理を利用
して、個々の白の測定点が黒の測定点の方に移動し、か
つ、そこに位置するように、事前測定曲線を“移転”も
しくは移動させることができる。事前測定曲線が前述の
ように“移転”された場合、これは測定装置の計算装置
内で連続的に修正項を変化させておこなわれるが、測定
箇所で前記センサに最適の修正項が算定される。これに
続く後続測定において前記修正項は、自動的に計算装置
で算出されたセンサの測定値に加算して追加される。こ
の結果、本来の目標値は非常に速く達成される。
接続されたパーソナルコンピュータでの光学処理を利用
して、個々の白の測定点が黒の測定点の方に移動し、か
つ、そこに位置するように、事前測定曲線を“移転”も
しくは移動させることができる。事前測定曲線が前述の
ように“移転”された場合、これは測定装置の計算装置
内で連続的に修正項を変化させておこなわれるが、測定
箇所で前記センサに最適の修正項が算定される。これに
続く後続測定において前記修正項は、自動的に計算装置
で算出されたセンサの測定値に加算して追加される。こ
の結果、本来の目標値は非常に速く達成される。
【００３８】図３に、もう１つ別の温度センサ、ここで
はＮｉＣｒ／Ｎｉ温度センサもしくは該温度センサの事
前測定曲線（白の測定点を参照）と、該温度センサの予
測測定値を図解表示する。この温度センサは、約２５℃
の初期温度から出発し、それに続き向流速度２ｍ／ｓｅ
ｃの約６３℃の温度の空気により還流される。測定周期
は１秒である。その際、算出された事前測定値は２つの
値を通してそれぞれ平均値が出される。またこの場合に
も明らかに、予測計算により比較的ゆるやかな温度セン
サの上昇を“加速”させることができることが明らかで
ある。
はＮｉＣｒ／Ｎｉ温度センサもしくは該温度センサの事
前測定曲線（白の測定点を参照）と、該温度センサの予
測測定値を図解表示する。この温度センサは、約２５℃
の初期温度から出発し、それに続き向流速度２ｍ／ｓｅ
ｃの約６３℃の温度の空気により還流される。測定周期
は１秒である。その際、算出された事前測定値は２つの
値を通してそれぞれ平均値が出される。またこの場合に
も明らかに、予測計算により比較的ゆるやかな温度セン
サの上昇を“加速”させることができることが明らかで
ある。
【００３９】
【発明の効果】本発明の方法は、約１ｍ／ｓｅｃ以上の
定速度の流れガス中での測定に良好に適している。さら
に静止または流動している液体／溶液中での測定および
バラ物の測定にも適している。
定速度の流れガス中での測定に良好に適している。さら
に静止または流動している液体／溶液中での測定および
バラ物の測定にも適している。
【００４０】ゆるやかに流動または静止している溶媒ま
たはガス状の溶媒、たとえば空気中で測定する場合、向
流速度が本質的な影響値である。この影響値は、確実な
予測結果を得るために、少なくとも０．５〜１．０ｍ／
ｓｅｃにしなければならない。さらにこの方法は、表面
温度の測定にも適している。ただしその際に注意すべき
点は、センサの応答特性が組立とともに、プローブと表
面との間の接触に非常に大きく影響されることであり、
この結果、手で測定するときは場合により誤り測定が生
ずる可能性がある。一様な組立が、たとえばセンサに適
したホルダを設けることにより保証される場合、本発明
の方法により良好な結果を期待することができる。
たはガス状の溶媒、たとえば空気中で測定する場合、向
流速度が本質的な影響値である。この影響値は、確実な
予測結果を得るために、少なくとも０．５〜１．０ｍ／
ｓｅｃにしなければならない。さらにこの方法は、表面
温度の測定にも適している。ただしその際に注意すべき
点は、センサの応答特性が組立とともに、プローブと表
面との間の接触に非常に大きく影響されることであり、
この結果、手で測定するときは場合により誤り測定が生
ずる可能性がある。一様な組立が、たとえばセンサに適
したホルダを設けることにより保証される場合、本発明
の方法により良好な結果を期待することができる。
【図１】温度センサＰＴ１００を使用し空気中で２ｍ／
ｓの向流速度と１秒の測定周期で測定結果の平均値を出
さずに算定された事前測定値と予測値の線図である。
ｓの向流速度と１秒の測定周期で測定結果の平均値を出
さずに算定された事前測定値と予測値の線図である。
【図２】図１と同様の温度センサの線図であって、ここ
では空気から熱水に交換され、それに続き１秒の測定周
期で氷−水混合液中に浸漬され、測定結果の平均値と付
属の予測結果を出さない図である。
では空気から熱水に交換され、それに続き１秒の測定周
期で氷−水混合液中に浸漬され、測定結果の平均値と付
属の予測結果を出さない図である。
【図３】空気中で２ｍ／ｓｅｃの向流速度と１秒の測定
周期で、それぞれ２つの値の事前測定結果の平均値と付
属の予測結果を出したもう１つ別の温度センサＮｉＣｒ
／Ｎｉの線図である。
周期で、それぞれ２つの値の事前測定結果の平均値と付
属の予測結果を出したもう１つ別の温度センサＮｉＣｒ
／Ｎｉの線図である。
Claims (20)
- 【請求項１】 センサの製造後に以下の処理ステップを
有するセンサの応答特性を高めるための方法であって、 事前測定値を算定するためセンサの測定箇所での事前測
定の実施と、 事前測定で算出された事前測定値と計算装置の目標値と
の比較と、 計算装置内の算法演算規則の適用により事前測定値が少
なくとも近似的に修正項分だけ目標値と異なる前記修正
項の時定数（Ｋ）の算定と、 前記測定箇所で各後続測定において前記修正項により測
定されたセンサ値の捕捉を行う方法。 - 【請求項２】 事前測定中に測定曲線を形成するために
多数の事前測定値が算出されることを特徴とする請求項
１記載の方法。 - 【請求項３】 測定箇所で事前測定中に安定した周囲条
件が調節されていることを特徴とする請求項1 または２
記載の方法。 - 【請求項４】 事前測定中に少なくとも近似的に一定の
測定量の値が調節されることを特徴とする請求項３記載
の方法。 - 【請求項５】 事前測定中に、少なくとも近似的に後々
の後続測定の向流速度に相当する一定の向流速度が調節
されることを特徴とする請求項３または４記載の方法。 - 【請求項６】 事前測定中に少なくとも近似的に後々の
後続測定の場合と同様の放射条件が支配することを特徴
とする請求項３乃至５のいずれか１項記載の方法。 - 【請求項７】 複数の独立係数もしくは独立項の積から
なる修正項が形成されることを特徴とする請求項１乃至
６のいずれか1 項記載の方法。 - 【請求項８】 センサのプローブ定数（ＫF ）と、溶媒
および向流速度に依存する測定位置定数（ＫS ）との積
からなる時定数が形成されることを特徴とする請求項７
記載の方法。 - 【請求項９】 修正項を算定するための演算規則として
数学上の級数展開が代入されることを特徴とする請求項
１乃至８のいずれか1 項記載の方法。 - 【請求項１０】 測定周期が個々の事前測定値を算定す
るため事前測定中に約０．５秒〜約５秒以上に選択され
ることを特徴とする請求項１乃至９のいずれか1 項記載
の方法。 - 【請求項１１】 算出された事前測定値が修正項を算定
する前に平均値を出すことを特徴とする請求項１乃至１
０のいずれか1 項記載の方法。 - 【請求項１２】 算出された事前測定値と目標測定値と
がそれぞれ事前特性曲線および目標特性曲線としてディ
スプレイに光学的に表示され、かつ、調整装置を利用し
て事前特性曲線が目標特性曲線へ少なくとも近似的に位
置をずらされ、その際、計算装置に修正項の時定数
（Ｋ）が移動過程の終了後に記憶されることを特徴とす
る請求項１乃至１１のいずれか1 項記載の方法。 - 【請求項１３】 測定周期が演繹される水晶時間制御式
クロック発生装置が設けられることを特徴とする請求項
１乃至１２のいずれか1 項記載の方法。 - 【請求項１４】 事前測定中と後続測定中のセンサがホ
ルダに保持されることを特徴とする請求項１乃至１３の
いずれか1 項記載の方法。 - 【請求項１５】 事前測定中に極く少数の連続する事前
測定値が算定され、かつ、前記少数の事前測定値に基づ
き目標測定値が推定されることを特徴とする請求項１乃
至１４のいずれか1 項記載の方法。 - 【請求項１６】 約０．５ｍ／ｓｅｃ以上の定速の流れ
ガス中で測定するための、または液体中または溶液中ま
たはバラ物で測定するための請求項１乃至１５のいずれ
か1 項記載の方法の適用。 - 【請求項１７】 以下を有する請求項１乃至１５のいず
れか1 項記載の方法を実施するための装置であって、 ホルダに挿入されるセンサと、 センサの測定値を表示するために前記センサに接続され
る制御装置と、 事前測定値を算定するためにセンサ測定箇所での事前測
定と、前記事前測定で算出された事前測定値と目標値と
の比較を基準にして、前記事前測定値が少なくとも近似
的に修正項分だけ目標値と異なる前記修正項の時定数
（Ｋ）を算出するために演算規則が記憶されている制御
装置に含まれる計算装置と、 算出された修正項の時定数（Ｋ）を記憶することができ
る記憶装置とを備えた装置。 - 【請求項１８】 事前特性曲線と目標特性曲線を表示す
るためのディスプレイが設けられ、かつ、調整装置を利
用して事前特性曲線が演算規則の修正項の時定数（Ｋ）
を変化させることにより目標特性曲線の方へ変化させる
ことができることを特徴とする請求項１７記載の装置。 - 【請求項１９】 装置が事前特性曲線、目標特性曲線お
よび後続測定の測定曲線を表示するためのプリンタ出力
端子または組込式プリンタを有することを特徴とする請
求項１８記載の装置。 - 【請求項２０】 センサがホルダに収納され、および／
または、被覆された探針を有する請求項１７乃至１９の
いずれか1 項記載の装置。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DE1997120108 DE19720108A1 (de) | 1997-05-14 | 1997-05-14 | Verfahren und Vorrichtung zur Erhöhung des Ansprechverhaltens eines Sensors |
| DE19720108.3 | 1997-05-14 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH10318848A true JPH10318848A (ja) | 1998-12-04 |
Family
ID=7829388
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP10131685A Pending JPH10318848A (ja) | 1997-05-14 | 1998-05-14 | センサの応答特性を高めるための方法および装置 |
Country Status (3)
| Country | Link |
|---|---|
| EP (1) | EP0878693A1 (ja) |
| JP (1) | JPH10318848A (ja) |
| DE (1) | DE19720108A1 (ja) |
Families Citing this family (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE102006019705B3 (de) * | 2006-04-27 | 2007-06-14 | Tyco Electronics Raychem Gmbh | Dynamisches Messwertfilter für eine Gassensoranordnung |
| CN109100051B (zh) * | 2017-06-20 | 2021-01-08 | 中国航发商用航空发动机有限责任公司 | 温度传感器的动态响应的温度修正方法及装置 |
| CN108132110A (zh) * | 2018-01-29 | 2018-06-08 | 中国第汽车股份有限公司 | 快速响应温度传感器标定装置和方法 |
| DE102022200053A1 (de) | 2022-01-05 | 2023-07-06 | Vitesco Technologies GmbH | Temperatursensor, System und Verwendung |
Family Cites Families (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE3024328A1 (de) * | 1980-06-27 | 1982-01-21 | B.A.T. Cigaretten-Fabriken Gmbh, 2000 Hamburg | Einrichtung zur messung einer physikalischen groesse |
| US4672566A (en) * | 1981-12-01 | 1987-06-09 | Nissan Motor Company, Limited | Device for measuring variable with automatic compensation for offset |
| DE3217798A1 (de) * | 1982-05-12 | 1983-11-24 | Hans-Jörg Dipl.-Kfm. 4400 Münster Hübner | Verfahren und messgeraet zum messen und verarbeiten von kenngroessen der umgebungsatmosphaere, insbesondere unter tage |
| DE4120388C2 (de) * | 1991-06-19 | 2001-05-03 | Bosch Gmbh Robert | Verfahren zur Temperaturerfassung |
| GB9208190D0 (en) * | 1992-04-11 | 1992-05-27 | Elcometer Instr Ltd | Measuring instrument |
| DE19538490C1 (de) * | 1995-10-16 | 1996-12-19 | Siemens Ag | Verfahren und Schaltungsanordnung zum Kompensieren von Störgrößen in feldbeeinflußten Gebersystemen |
-
1997
- 1997-05-14 DE DE1997120108 patent/DE19720108A1/de not_active Withdrawn
-
1998
- 1998-05-12 EP EP98108610A patent/EP0878693A1/de not_active Withdrawn
- 1998-05-14 JP JP10131685A patent/JPH10318848A/ja active Pending
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| EP0878693A1 (de) | 1998-11-18 |
| DE19720108A1 (de) | 1998-11-19 |
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