[发明专利]一种水质传感器小信号分段拟合温度补偿方法

权利要求书

1.一种水质传感器小信号分段拟合温度补偿方法，其特征在于，包括下述步骤：

S1、将复合电极置于被测溶液中，获取标定的实验数据；

S2、通过测量电极输出电动势反映被测溶液的pH值，pH电极的输出电压经调理电路后转换为：V_pH＝K_pH(T)(pH-7)+V₀，V_pH与被测溶液pH值之间满足线性关系；

S3、采用分段直线拟合方法建立K_pH的数学模型，用最小二乘法拟合出相应的直线方程，分段区间通过拟合精度和拟合误差控制的寻优方法确定；

S4、求出每个区间的拟合直线计算精度R²，若精度越趋近于1表明拟合效果越好，设置一个精度阀值θ，若R²小于θ，则重新划分区间进行拟合，直到精度满足要求为止；

S5、整合各区间拟合直线方程，对PH电极的输出电压V_pH＝K_pH(T)(pH-7)+V₀进行温度补偿。

2.根据权利要求1所述的水质传感器小信号分段拟合温度补偿方法，其特征在于，步骤S1中，所述复合电极由玻璃电极和甘汞电极组成，玻璃电极的头部球泡由仅对氢离子敏感的敏感薄膜制成，在酸度测量中作为指示电极，甘汞电极作为参考电极，所述参考电极安装在塑壳内玻璃柱内。

3.根据权利要求2所述的水质传感器小信号分段拟合温度补偿方法，其特征在于，所述敏感薄膜由碱金属氧化物替代部分SiO₂烧结成的玻璃，与溶液中的H+离子有良好反应，所述铭感薄膜中还添加有La₂O₃和Nb₂O₅。

4.根据权利要求1所述的水质传感器小信号分段拟合温度补偿方法，其特征在于，步骤S3中，对K_pH与温度T的曲线上若干个点进行最小二乘法拟合直线，得拟合直线方程为K'_pH＝A+BT。

5.根据权利要求4所述的水质传感器小信号分段拟合温度补偿方法，其特征在于，采用最小二乘法拟合直线的具体步骤为：

设K_pH与温度T的曲线上有若干个点(T₁，K_pH(1))，(T₂，K_pH(2))，…，(T_i，K_pH(i))，…(T_n，K_pH(n))，假设拟合直线方程为K'_pH＝A+BT(1)，则拟合直线与标定曲线相应点输出量偏差平方和为：

φ(A,B)=Σi=1n(KpH(i)-A-BTi)2---(2)]]>

按最小二乘法，使φ(A,B)为最小，分别对A，B求偏导数，并令其为零得：

∂φ∂A=-2Σi=1n(KpH(i)-A-BTi)=0---(3)]]>

∂φ∂B=-2Σi=1n(KpH(i)-A-BTi)Ti=0---(4)]]>

整理式(3)、(4)得：

Σi=1nKpH(i)=nA+BΣi=1nTi---(5)]]>

Σi=1nTiKpH(i)=AΣi=1nTi+BΣi=1nTi2---(6)]]>

将T、K_pH标定数据代入式(5)、(6)，形成关于A、B的二元方程组，解得A、B值，即可求出拟合直线方程K'_pH＝A+BT。