[發明專利]一種熱電元件的溫度測量系統及其控制方法

在審

• 申請號: 202110256396.6
• 申請日: 2021-03-09
• 公開（公告）號: CN113108930A
• 公開（公告）日: 2021-07-13
• 發明（設計）人: 陳鑌;郭波
• 申請（專利權）人: 武夷學院
• 主分類號: G01K7/02
• 分類號: G01K7/02;G01K7/16
• 代理公司: 廈門原創專利事務所(普通合伙) 35101
• 代理人: 龔杰奇

本發明公開一種熱電元件的溫度測量系統，包括熱電元件與測量切換模塊，所述測量切換模塊包括放大器模塊、控制器模塊、參考電源模塊，所述熱電元件設于放大器模塊中，所述放大器模塊分別與控制器模塊、參考電源模塊連接；本發明提供的熱電堆紅外傳感器測量系統能夠通過測量切換模塊控制熱電堆(熱電元件)進行兩種測量狀態切換，測量被測對象的相對溫度和熱電堆的環境溫度，通過控制器運算得到被測對象實際溫度，測量更加精確，受環境干擾少，進而提高測量精度。

技術領域

本發明涉及溫度測量技術領域，具體是一種熱電元件的溫度測量系統及其控制方法。

背景技術

熱電堆紅外傳感器的溫度測量系統是利用熱電元件對被測對象及環境溫度的溫度進行測量，熱電堆傳感器可以測量被測對象的溫度，一般熱電堆傳感器的芯片主要由熱電堆和熱敏電阻構成。其中，熱電堆可以吸收被測對象由溫度所產生的紅外熱輻射能量，從而測量被測對象的相對溫度信號；熱敏電阻則用來測量熱電堆的環境溫度。被測對象的溫度可以通過測量熱電堆輸出電壓和熱電堆所處環境的絕對溫度，并通過運算后獲得。

在現有技術下，熱敏電阻所測量得到的環境溫度并不是熱電堆本身的環境溫度，只是熱電堆周圍附近的環境溫度，對于后續的溫度運算精度有很大影響；而且熱電堆紅外傳感器芯片在設計中除了需要考慮設計熱電堆和熱敏電阻的面積外，還需要設計熱敏電阻以及連接導線，從而獲得熱敏電阻的信號，這樣會增加熱電堆紅外傳感器芯片的整體面積和制造成本。

發明內容

本發明所要解決的技術問題是針對現有技術的不足，提供一種熱電元件的溫度測量系統及其控制方法。

為解決上述技術問題，本發明的一種熱電元件的溫度測量系統，包括熱電元件與測量切換模塊，所述測量切換模塊包括放大器模塊、控制器模塊、參考電源模塊，所述熱電元件設于放大器模塊中，所述放大器模塊分別與控制器模塊、參考電源模塊連接；

所述參考電源模塊包括VDD、R1與R2，所述VDD依次串聯R1與R2，所述R2的另一端進行接地；

所述放大器模塊包括放大器、R3、VDD、R5與調節電路，所述R5的一端與放大器的輸出端相連，R5的另一端與R3相連，且R5與R3相連的一端接地，所述R3與R5相連的一端接至R1與R2之間，所述R3的另一端與放大器的反向輸入端相連，所述熱電元件的一端分別連接放大器的正向輸入端與反向輸入端，所述熱電元件的另一端接至R3與R5之間，所述VDD與放大器相連，且放大器與VDD相連的一端進行接地，所述調節電路與熱電元件連接放大器的一端相連，所述調節電路的另一端與放大器的輸出端相連；

所述控制器模塊包括控制器單元、ADC轉換單元、VDD及PMOS，所述ADC轉換單元的一端接至R3與R5之間，所述ADC轉換單元的另一端與控制器單元相連接，所述控制器單元的輸出端與PMOS連接，用于控制PMOS的導通與斷開，所述PMOS的輸入端與VDD相連，所述PMOS的輸出端連接放大器的正向輸入端。

進一步的，所述調節電路由R4、可調電阻及電容組成，所述R4與可調電阻串聯，所述電容與串聯后的R4及可調電阻并聯，所述R4與可調電阻串聯后的一端與熱電元件連接放大器的一端相連，其串聯后的另一端與放大器的輸出端相連。

優選的，所述放大器及R5接地的一端均連接有電容。

優選的，所述熱電元件與放大器反向輸入端相連的一端接有電容，且所述調節電路通過電容與熱點原件相連接。

本發明進一步提供了上述熱電元件的溫度測量系統的控制方法，包括：

通過控制器單元的控制信號對測量切換模塊進行測量模式切換，其中測量模式包括第一測量模式與第二測量模式，其中第一測量模式用于測量被測對象的溫度，第二測量模式用于測量熱電元件的環境溫度；