[发明专利]一种智能集成式温度传感器测量精度校准系统

权利要求书

1.一种智能集成式温度传感器测量精度校准系统，其特征在于，包括校准硬件电路、温箱、上位机、FPGA；上位机通过串口及I2C通信协议，获取并控制温箱温度及FPGA数据，FPGA通过双向通信的采样触发捕获校准硬件电路的数据，传至上位机的算法中，使得温度传感器由逐点测量变为多点测量，并通过与上位机通信，使测量结果上云。

2.根据权利要求1所述的一种智能集成式温度传感器测量精度校准系统，其特征在于，上位机为运行有BP神经网络算法的计算机；FPGA型号为XILINX XC7A200T；温箱为ZCTB-40DL深井式恒温槽；校准硬件电路由偏置电路模块、待测温度传感器、标准温度传感器、模拟数字隔离电路、电源模块构成。

3.根据权利要求2所述的一种智能集成式温度传感器测量精度校准系统，其特征在于，该系统在工作时，上位机通过I2C通信协议与FPGA相互通信；上位机还通过串口通信控制ZCTB-40DL深井式恒温槽的温度、测温间隔；FPGA通过双向通信的采样端口与校准硬件电路中待测温度传感器的SYS_CHOP、BSN、BS、CLK、F1、REST、ADC_CHOP端口，以及标准温度传感器的OUT、VC端口相连；FPGA通过双向通信的输出端口与待测温度传感器的CLK_REF、LOAD_CYCLE、RESTN_IN、ENSET、D_IN、RESTN_SET端口相连。

4.根据权利要求2或3所述的一种智能集成式温度传感器测量精度校准系统，其特征在于，所述偏置电路模块包括5个LDO芯片LT3042，待测温度传感器包括待测温度传感器芯片TEMPSENSOR，标准温度传感器包括标准温度传感器铂电阻2个PT1100，模拟数字隔离电路包括8个0Ω隔离电阻。

5.根据权利要求2所述的一种智能集成式温度传感器测量精度校准系统，其特征在于，BP神经网络包括输入层、输出层和至少一个隐藏层；BP神经网络的训练过程可分为输入数据正向计算和误差反向传播两个阶段，输入层有d个输入，隐藏层有q个神经元，输出层有L个数据；隐藏层的h_th神经元的输出表示如下：

f是使能函数，使用Sigmoid函数；X_i是神经元输入；V_ih是输入层的i_th神经元和隐藏层的h_th神经元之间的权重；β_h是隐藏层的h_th神经元的偏差；

输出Y_j表示如下：

W_hj是隐藏层的h_th神经元和输出层的j_th神经元之间的权重；β_j是输出层的j_th神经元的偏差；

输出误差表示如下：

其中Y'_j是预期输出；

一个标准的BP神经网络采用梯度下降法进行参数更新；其换算过程如下：

ΔW_hj＝ηg_jH_h＝η(Y′_j-Y_j)Y_j(1-Y_j)H_h

Δβ_j＝-ηg_j

Δβ_h＝-ηe_h

η为学习速率，g_j和e_h为误差信号因子。