[發(fā)明專利]溫度檢測電路和溫度檢測方法

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 202010036899.8
• 申請日: 2020-01-14
• 公開（公告）號: CN111207849A
• 公開（公告）日: 2020-05-29
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 馮雪;傅棋琪
• 申請（專利權(quán)）人: 浙江清華柔性電子技術(shù)研究院;清華大學(xué)
• 主分類號: G01K7/02
• 分類號: G01K7/02;G01K7/12;G01K7/13
• 代理公司: 北京清亦華知識產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 11201
• 代理人: 白雪靜

本發(fā)明公開了一種溫度檢測電路和溫度檢測方法，其中，溫度檢測電路包括：熱電偶；模數(shù)轉(zhuǎn)換器，用于將熱電偶的熱端輸出的模擬熱端熱電勢信號轉(zhuǎn)換為數(shù)字熱端熱電勢信號；熱敏電阻，用于感知熱電偶的冷端溫度；控制器，用于根據(jù)熱電偶的冷端溫度得到冷端熱電勢，根據(jù)數(shù)字熱端熱電勢信號得到熱端熱電勢，根據(jù)熱端熱電勢和冷端熱電勢計(jì)算得到目標(biāo)熱電勢，根據(jù)目標(biāo)熱電勢得到熱電偶的熱端溫度。該電路采用逆測溫算法，根據(jù)熱電偶的熱端熱電勢和冷端熱電勢實(shí)現(xiàn)熱端熱電勢補(bǔ)正，進(jìn)而得到熱電偶的熱端溫度，靈活性好，精度高，且應(yīng)用范圍廣。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及溫度檢測技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種溫度檢測電路和溫度檢測方法。

背景技術(shù)

熱電偶的熱電勢分度表中各個溫度對應(yīng)的熱電勢都是基于0℃(攝氏度)的冷端基準(zhǔn)溫度進(jìn)行標(biāo)定的。然而，在實(shí)際應(yīng)用中，為了減小儀器體積，簡化測量裝置，熱電偶的冷端溫度通常難以保證為準(zhǔn)確的0℃，熱電偶的測試結(jié)果易受到周圍環(huán)境溫度等因素的影響，會產(chǎn)生很大的誤差，因此，在熱電偶測溫系統(tǒng)中，冷端補(bǔ)償占有重要的地位。

目前，常用的熱電偶冷端補(bǔ)償?shù)姆椒ㄓ斜c(diǎn)器法、補(bǔ)償導(dǎo)線法、熱電勢補(bǔ)正法等。其中冰點(diǎn)器法需用到恒溫裝置，操作較繁瑣，不適用于工業(yè)測量，補(bǔ)償導(dǎo)線法和熱電勢補(bǔ)正法則受制于補(bǔ)償導(dǎo)線的補(bǔ)償精度和熱電勢的補(bǔ)正精度。由于補(bǔ)償導(dǎo)線與熱電偶絲之間存在不可消除的熱電勢誤差，因而對于高精度測溫?zé)犭娕迹a(bǔ)償導(dǎo)線法也難以適用。由此可知，對于高精度熱電偶，熱電勢補(bǔ)正法是最高精度的冷端補(bǔ)償技術(shù)。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明旨在至少在一定程度上解決相關(guān)技術(shù)中的技術(shù)問題之一。

為此，本發(fā)明的一個目的在于提出一種溫度檢測電路，以采用逆測溫算法，根據(jù)熱電偶的熱端熱電勢和冷端熱電勢實(shí)現(xiàn)熱端熱電勢補(bǔ)正，從而得到熱電偶的熱端溫度，該方法靈活性好，精度高，且應(yīng)用范圍廣。

本發(fā)明的另一個目的在于提出一種溫度檢測方法。

為達(dá)上述目的，本發(fā)明第一方面實(shí)施例提出了一種溫度檢測電路，包括：熱電偶；模數(shù)轉(zhuǎn)換器，用于將所述熱電偶的熱端輸出的模擬熱端熱電勢信號轉(zhuǎn)換為數(shù)字熱端熱電勢信號；熱敏電阻，用于感知所述熱電偶的冷端溫度；控制器，用于根據(jù)所述熱電偶的冷端溫度得到冷端熱電勢，根據(jù)所述數(shù)字熱端熱電勢信號得到熱端熱電勢，根據(jù)所述熱端熱電勢和所述冷端熱電勢計(jì)算得到目標(biāo)熱電勢，根據(jù)所述目標(biāo)熱電勢得到所述熱電偶的熱端溫度。

根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的溫度檢測電路，通過模數(shù)轉(zhuǎn)換器將熱電偶的熱端輸出的模擬熱端熱電勢信號轉(zhuǎn)換為數(shù)字熱端熱電勢信號，通過熱敏電阻感知熱電偶的冷端溫度，通過控制器根據(jù)熱電偶的冷端溫度得到冷端熱電勢，并根據(jù)數(shù)字熱端熱電勢信號得到熱端熱電勢，進(jìn)而根據(jù)熱端熱電勢和冷端熱電勢計(jì)算得到目標(biāo)熱電勢，以根據(jù)目標(biāo)熱電勢得到熱電偶的熱端溫度。由此，該電路采用逆測溫算法，根據(jù)熱電偶的熱端熱電勢和冷端熱電勢實(shí)現(xiàn)熱端熱電勢補(bǔ)正，從而得到熱電偶的熱端溫度，該方法靈活性好，精度高，且應(yīng)用范圍廣。

另外，根據(jù)本發(fā)明上述實(shí)施例的溫度檢測電路還可以具有如下附加的技術(shù)特征：

根據(jù)本發(fā)明的一個實(shí)施例，所述控制器具體用于：存儲對溫度-熱電勢曲線擬合后得到的一元高次方程，所述一元高次方程的階數(shù)大于5階；根據(jù)所述冷端溫度和所述一元高次方程，采用二分法計(jì)算得到近似冷端熱電勢區(qū)間；根據(jù)所述冷端熱電勢區(qū)間和所述冷端溫度，采用牛頓迭代法求解所述一元高次方程得到符合預(yù)設(shè)精度的冷端熱電勢。

根據(jù)本發(fā)明的一個實(shí)施例，所述熱敏電阻的精度誤差絕對值小于0.04攝氏度。

根據(jù)本發(fā)明的一個實(shí)施例，所述熱電偶的冷端溫度小于80攝氏度。

根據(jù)本發(fā)明的一個實(shí)施例，溫度檢測電路，還包括：顯示設(shè)備，用于顯示所述熱電偶的熱端溫度。

根據(jù)本發(fā)明的一個實(shí)施例，所述顯示設(shè)備的顯示位數(shù)大于6位。