[發(fā)明專利]一種基于熱敏電阻的溫度檢測(cè)方法及電路

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201710445731.0
• 申請(qǐng)日: 2017-06-14
• 公開（公告）號(hào): CN107167261B
• 公開（公告）日: 2019-09-13
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 宋波;賈雷;徐浩;王曉文;鐘偉
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 成都雅駿新能源汽車科技股份有限公司
• 主分類號(hào): G01K7/22
• 分類號(hào): G01K7/22
• 代理公司: 成都九鼎天元知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 51214
• 代理人: 劉濤

1.一種基于熱敏電阻的溫度檢測(cè)方法，其特征在于：它包括如下步驟：

第一步：確定溫度檢測(cè)精度與檢測(cè)范圍；

第二步：確定溫度與電阻阻值、溫度與采樣電壓的關(guān)系；

第三步：確定溫度的一維數(shù)組大小；

第四步：確定溫度的一維數(shù)組數(shù)據(jù)；

第五步：依據(jù)采樣電壓求解數(shù)組索引；

第六步：依據(jù)數(shù)組索引求解實(shí)時(shí)溫度；

基于熱敏電阻的溫度檢測(cè)方法適用于非線性負(fù)溫度系數(shù)熱敏電阻檢測(cè)、線性正溫度系數(shù)熱敏電阻檢測(cè)；

在非線性負(fù)溫度系數(shù)熱敏電阻檢測(cè)中：

第一步：確定溫度檢測(cè)精度與檢測(cè)范圍，設(shè)定非線性負(fù)溫度系數(shù)熱敏電阻的溫度檢測(cè)范圍為a℃至b℃，檢測(cè)精度為x℃；

第二步：確定溫度與電阻阻值、溫度與采樣電壓的關(guān)系，依據(jù)非線性負(fù)溫度系數(shù)熱敏電阻廠家給定的數(shù)據(jù)手冊(cè)，查詢到溫度與電阻阻值的對(duì)應(yīng)關(guān)系；

采樣用到的數(shù)字處理芯片A/D采樣端口為k位采樣精度，輸入電壓為0V至yV，采樣電壓數(shù)字輸出為0至2^k-1；設(shè)定溫度[a，b]對(duì)應(yīng)采樣電壓[y，0]，并對(duì)應(yīng)A/D采樣端口數(shù)字量[2^k-1，0]；

第三步：確定溫度的一維數(shù)組大小，為建立從a℃至b℃溫度范圍的一維數(shù)組，并滿足x℃的溫度采樣精度，需將x℃作為非線性度的最小誤差求解溫度區(qū)間個(gè)數(shù)z；

第四步：確定溫度的一維數(shù)組數(shù)據(jù)，依據(jù)(2^k-1－0)÷z＝m，可計(jì)算得出非線性負(fù)溫度系數(shù)熱敏電阻等電壓區(qū)間的間隔為-m，即得到數(shù)組大小為z+1的電壓一維數(shù)組[2^k-1，2^k-1-m，2^k-1-2m，…，0]；根據(jù)非線性負(fù)溫度系數(shù)熱敏電阻的映射關(guān)系或計(jì)算公式，可以很方便地得到對(duì)應(yīng)數(shù)組大小為z+1的溫度一維數(shù)組[a，…，b],為簡化運(yùn)算量，這里將溫度的一維數(shù)組數(shù)據(jù)用IQ7格式表示，即將原溫度數(shù)據(jù)左移7位，得到一維數(shù)組[A,…，B]；

第五步：依據(jù)采樣電壓求解數(shù)組索引，當(dāng)數(shù)字處理芯片檢測(cè)到電壓A/D采樣數(shù)據(jù)時(shí)，輸出[0，2^k-1]的數(shù)字量，其值為左移k位后的值，真實(shí)值的范圍實(shí)為[0，1]；為了簡化運(yùn)算量，需將輸入的數(shù)字量減去溫度點(diǎn)采樣的最大值2^k-1，即將[0，2^k-1]對(duì)應(yīng)到[-2^k-1，0]；

為了實(shí)現(xiàn)對(duì)浮點(diǎn)數(shù)的運(yùn)算，將A/D采樣得到的數(shù)字量再左移“24-k”位；并將該數(shù)字量與左移24位的溫度區(qū)間個(gè)數(shù)相乘，得到IQ24格式的數(shù)組索引值，記為“Index”；

第六步：依據(jù)數(shù)組索引求解實(shí)時(shí)溫度，對(duì)數(shù)組索引值“Index”進(jìn)行“取整操作”，可得到一個(gè)整數(shù)，記為“n”，并作為此時(shí)溫度一維數(shù)組的索引，依據(jù)該索引查表得到的溫度值作為檢測(cè)溫度的第一部份，記為“T₁”,即：T₁＝Temprature[n]；

依據(jù)一小段非線性曲線可由一段直線近似等效的原理，可得到索引值“Index”小數(shù)部份的溫度值；下一個(gè)索引“n+1”對(duì)應(yīng)的溫度與索引“n”對(duì)應(yīng)溫度的差值，記為“△”，即：△＝Temprature[n+1]－Temprature[n]；而對(duì)“Index”進(jìn)行“取小數(shù)操作”，記為“f”；最后將“Temprature[n+1]－Temprature[n]”乘以“f”，即可得到檢測(cè)溫度的第二部份，記為“T₂”，即：T₂＝(Temprature[n+1]-Temprature[n])×f；

最終檢測(cè)的溫度，其值應(yīng)等于上述溫度的第一部份與第二部份之和，記為“T”，即：T＝T₁+T₂＝Temprature[n]+(Temprature[n+1]－Temprature[n])×f”；最后，將T右移7位，即可計(jì)算出最終檢測(cè)的實(shí)際溫度；

在線性正溫度系數(shù)熱敏電阻檢測(cè)中：

第一步：確定溫度檢測(cè)精度與檢測(cè)范圍，設(shè)定線性正溫度系數(shù)熱敏電阻的溫度檢測(cè)范圍為u℃至v℃，檢測(cè)精度為t℃；

第二步：確定溫度與電阻阻值、溫度與采樣電壓的關(guān)系，依據(jù)正溫度系數(shù)熱敏電阻廠家給定的數(shù)據(jù)手冊(cè)，可以查詢到溫度與電阻阻值的對(duì)應(yīng)關(guān)系，

采樣用到的數(shù)字處理芯片A/D采樣端口為h位采樣精度，輸入電壓為0V至rV，采樣電壓數(shù)字輸出為0至2^h-1；設(shè)定溫度[u，v]對(duì)應(yīng)采樣電壓[0，r]，并對(duì)應(yīng)A/D采樣端口數(shù)字量[0，2^h-1]；

第三步：確定溫度的一維數(shù)組大小，為建立從u℃至v℃溫度范圍的一維數(shù)組，并滿足t℃的溫度采樣精度，需將t℃作為線性度的最小誤差求解溫度區(qū)間個(gè)數(shù)s；

第四步：確定溫度的一維數(shù)組數(shù)據(jù)，依據(jù)(2^h-1－0)÷s＝p，可計(jì)算得出正溫度系數(shù)熱敏電阻等電壓區(qū)間的間隔為p，即得到數(shù)組大小為s+1的電壓一維數(shù)組[0，p，2p，…，2^h-1]；根據(jù)正溫度系數(shù)熱敏電阻的映射關(guān)系或計(jì)算公式，可以很方便地得到對(duì)應(yīng)數(shù)組大小為s+1的溫度一維數(shù)組[u，…，v]，為簡化運(yùn)算量，這里將溫度的一維數(shù)組數(shù)據(jù)用IQ7格式表示，即將原溫度數(shù)據(jù)左移7位，得到一維數(shù)組[U,…，V]；

第五步：依據(jù)采樣電壓求解數(shù)組索引，當(dāng)數(shù)字處理芯片檢測(cè)到電壓A/D采樣數(shù)據(jù)時(shí)，輸出[0，2^h-1]的數(shù)字量，其值為左移h位后的值，真實(shí)值的范圍實(shí)為[0，1]；

為了實(shí)現(xiàn)對(duì)浮點(diǎn)數(shù)的運(yùn)算，將A/D采樣得到的數(shù)字量再左移“24-h”位；并將該數(shù)字量與左移24位的溫度區(qū)間個(gè)數(shù)相乘，得到IQ24格式的數(shù)組索引值，記為“Refer”；

第六步：依據(jù)數(shù)組索引求解實(shí)際溫度，對(duì)數(shù)組索引值“Refer”進(jìn)行“取整操作”，可得到一個(gè)整數(shù)，記為“q”，并作為此時(shí)溫度一維數(shù)組的索引，依據(jù)該索引查表得到的溫度值作為檢測(cè)溫度的第一部份，記為“T₁”,即：T₁＝Temprature[q]；

依據(jù)一小段非線性曲線可由一段直線近似等效的原理，可得到索引值

“Refer”小數(shù)部份的溫度值；下一個(gè)索引“q+1”對(duì)應(yīng)的溫度與索引“q”對(duì)應(yīng)溫度的差值，記為“i”，即：i＝Temprature[q+1]－Temprature[q]；而對(duì)“Refer”進(jìn)行“取小數(shù)操作”，記為“j”；最后將“Temprature[q+1]－Temprature[q]”乘以“j”，即可得到檢測(cè)溫度的第二部份，記為“T₂”，即：T₂＝(Temprature[q+1]-Temprature[q])×j；

最終檢測(cè)的溫度，其值應(yīng)等于上述溫度的第一部份與第二部份之和，記為“T”，即：T＝T₁+T₂＝Temprature[q]+(Temprature[q+1]－Temprature[q])×j”；最后，將T右移7位，即可計(jì)算出最終檢測(cè)的實(shí)際溫度。