CN101398334A - 感温元件校正方法及校正系统 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种感温元件校正方法及校正系统，该校正方法为用以校正耦合至一控制芯片且具有一感温电阻的感温元件，首先于该控制芯片设定一预存一温度基准值的存储区块，并定义一预设标准值，而设定该温度基准值为该预设标准值±ΔT，接着将该感温元件置于一恒温环境中，令该感温元件达到热平衡后，振荡该感温电阻至该感温电阻测量出的温度测量值符合预设标准值时，产生一第一振荡时间，接着提供一参考电阻，用以根据该第一振荡时间振荡该参考电阻产生一更新温度基准值，再将该更新温度基准值存入该控制芯片，以取代所预存的温度基准值，从而达到自动校正的目的，以利于节省人力物力及时间成本。此外，本发明还提供一种感温元件的校正系统。

Description

感温元件校正方法及校正系统

技术领域

本发明涉及一种校正方法及校正系统，更具体地，涉及一种感温元件的温度校正方法及校正系统。

背景技术

现行电子体温计通常采用热敏电阻(Thermally sensitive resistance)做为感温元件，即利用热敏电阻Rs在不同的温度时会有不同的电阻值的特性(例如使用负温度系数的热敏电阻，电阻值会随着温度增加而下降)，相对感应测量一待测体的温度数值。而温度数值产生原理乃是设计一振荡电路，使热敏电阻产生振荡，且由于不同电阻值也会有不同的振荡频率，因此给予一固定的振荡时间T，并检测振荡时间T内所产生的时钟数(clock，以下简称ck)，通过一非线性转换电路及一计数器计算转换后，即可检测出相对应的计数值所代表的温度。

以503ET为例(假设37℃时电阻值为30KΩ，请参照表一)，当于振荡电路中设置一30KΩ的参考电阻Ref，令该参考电阻Ref开始振荡产生时钟数ck，经计算转换至温度显示达到37℃停止振荡，并记录该参考电阻Ref于期间所需的振荡时间T，使热敏电阻Rs根据该振荡时间T相对产生时钟数ck，再经计算转换显示目前温度数值Tps。

表一：常用的热敏电阻特性

由上表可知，于相同温度条件下的参考电阻Ref及热敏电阻Rs数值需一致，否则于相同振荡时间T下，将会导致测量温度与实际温度产生偏差(当电阻值偏低时，所振荡时钟数ck将增加，使温度显示偏高；当电阻值偏高时，所振荡时钟数ck将减少，使温度显示偏低)，故同样以503ET、37℃为例，若热敏电阻值仅为29KΩ(低于标准30KΩ)时，由于电阻值降低使测量温度相对变高，因此所振荡时钟数ck相对增加，造成对应的测量温度将高于实际温度37℃，因而产生温度偏移误差。

为了克服上述问题，通常系统制造商都会出厂前进行检测校正，用以调整控制电子体温计的误差在一定的范围内，如图1所示，为目前常见的校正流程，即先个别测量每一热敏电阻进行分类，再根据电阻值决定参考电阻要串联或并联相对应的电阻，接着在一恒温槽进行测量，若测量不合乎规格，则修改补偿该电阻，直到校正至符合标准值为止。

只是，上述的校正方法，须于生产过程中，针对不同的误差串联或并联一补偿电阻，使得人力、物力及时间成本相对增加。

发明内容

鉴于上述公知技术的缺点，本发明的一目的在于提供一种感温元件校正方法及校正系统，以易于校正温度基准值误差。

本发明的另一目的在于提供一种感温元件校正方法及校正系统，以避免需针对误差额外使用不同的补偿电阻，造成额外成本的耗费。

为达上述目的及其它目的，本发明提供一种感温元件校正方法，用以校正耦合至一控制芯片且具有一感温电阻的感温元件，该感温元件校正方法包括下列步骤：首先，于该控制芯片设定一预存一温度基准值的存储区块，并定义一预设标准值，而设定该温度基准值为该预设标准值±ΔT；提供一恒温环境，并将该感温元件置于该恒温环境中，令该感温元件与该恒温环境达到热平衡；振荡该感温电阻至该感温元件测量出的温度测量值符合预设标准值时，产生一第一振荡时间；接着提供一参考电阻，用以根据该第一振荡时间振荡该参考电阻产生一更新温度基准值，并将该更新温度基准值存入该控制芯片，以取代所预存的温度基准值。

上述的校正步骤还包括：令该控制芯片读取该更新温度基准值，使该参考电阻经振荡至该更新温度基准值时，产生一第二振荡时间；以及令该感温电阻根据该第二振荡时间振荡及计算转换后，显示其温度测量值。

其中为达相同目的，本发明还提供一种校正系统，至少包括：一存储单元，用以设定一预存一温度基准值的存储区块，并定义一预设标准值，而设定该温度基准值为该预设标准值±ΔT；一信号产生单元，用以提供一参考电阻与该感温电阻分别产生振荡信号；一非线性转换电路，电性连接至该信号产生单元，用以将这些振荡信号转换成脉冲信号；一计数单元，电性连接至该非线性转换电路，用以分别根据这些脉冲信号产生计数时钟数，并根据该计数时钟数产生相对应的振荡时间；以及一控制单元，电性连接至该信号产生单元、该计数单元、及该存储单元，用以振荡该感温电阻至该感温元件测量出的温度测量值符合预设标准值时，由该计数单元计数产生一第一振荡时间，用以根据该第一振荡时间振荡该参考电阻产生一更新温度基准值，并将该更新温度基准值存入该存储区块，以取代所预存的温度基准值。

所述该感温元件的恒温环境以可供感温元件进行实质温度测量的恒温空间为基本原则，并无特定限制，例如可为一恒温槽。所述该校正系统的控制单元可电性连接至该控制芯片或直接将该校正系统整合至该控制芯片内。该校正系统还可包括一显示单元，以根据前述计数时钟数相应地显示温度测量值。

此外，前述该校正方法还可包括一环境异常检测程序，以当恒温环境发生异常时，中断校正流程。另外，又可包括一于更新温度基准值的校正范围超过一预设上下限值时，显示一错误信息。

因此，相对于公知校正方法，本发明提供一种感温元件校正方法及校正系统，使系统制造商无须在系统电路内的参考电阻上再串联或并联任何补偿电阻，以达到自动校正的目的，以利于节省人力物力及时间成本。

附图说明

图1为显示公知感温元件校正方法的实施流程图；

图2为显示本发明感温元件的校正系统的基本结构方块示意图；以及

图3为显示本发明感温元件校正方法的实施流程图。

其中，附图标记说明如下：

10 感温元件                 20 校正系统

21 存储单元                 22 信号产生单元

23 非线性转换单元           24 计数单元

241 计数器                  242 定时器

25 显示单元                 26 控制单元

Ref 参考电阻                Rs 感温电阻

S1～S9 步骤                 S31、S61 步骤

T 振荡时间                  T1 第一振荡时间

T2 第二振荡时间

具体实施方式

以下是通过特定的具体实例说明本发明的实施方式，熟悉此技术的技术人员可由本说明书所揭示的内容轻易地了解本发明的其它优点与功效。

本发明提供一种感温元件校正方法及校正系统，用以校正一耦合至控制芯片的感温元件。

以下的实施例进一步详细说明本发明的观点，但并非以任何观点限制本发明的保护范围。

如图2所示为显示本发明所提供的感温元件10的校正系统的方块示意图。如图所示，该校正系统20包括一储存单元21、一信号产生单元22、一非线性转换单元23、一计数单元24、一显示单元25及一控制单元26；其中该非线性转换电路23电性连接至该信号产生单元22，该计数单元24电性连接至该非线性转换电路23，该控制单元26电性连接至该信号产生单元22、该计数单元24、及该存储单元21，该显示单元25则电性连接该计数单元24。此外该校正系统20可电性连接至一控制芯片(图未示)或可直接于该控制芯片内，且该感温元件10是耦合至该控制芯片，该感温元件10可为热敏电阻、热电偶(Thermocouple)或任何其它模拟式的热感测量计(thermo-meter)等，这些感温元件10还可适用于测量腋温、口温、肛温、耳温等体温计或其它温度感测装置。

该存储单元21用以记录并储存一温度基准值，该温度基准值的参数定义：预设标准值±ΔT，其中ΔT代表随振荡时间T对偏移电阻所产生的温度差值，因电阻值的偏移会造成温度的改变，例如以833ET/37℃的热敏电阻为例，即该热敏电阻值R37为50KΩ时，其温度预设标准值为37℃，其中若实际电阻值为49KΩ，造成对应的温度测量值高于实际温度(假设为37.5℃)，其偏移电阻的温度差值的成因是振荡时钟数ck增加，相对使ΔT减少为-0.5℃，使温度基准值修正为36.5℃，即可校正偏移电阻的温度差值的误差；而若实际电阻值为51KΩ，造成对应的温度测量值低于实际温度(假设为36.5℃)，则偏移电阻的温度差值的成因为振荡时钟数ck减少，相对使ΔT增加为0.5℃，使温度基准值修正为37.5℃，其中该存储单元21所定义的温度差值单位不限定为摄氏温度(℃)，即也可换算为华氏温度(℉)或绝对温度(K)……等。

该信号产生单元22为一振荡电路，该振荡电路输入端口至少包括：一参考电阻Ref及一感温电阻Rs，其中该参考电阻Ref通过振荡产生一振荡信号；该感温电阻Rs也通过振荡产生另一振荡信号。

该非线性转换电路23用以将这些振荡信号相应转换成持续一段振荡时间T的脉冲信号(pulse)。

该计数单元24主要包括一计数器241(Counter)及一定时器242(Timer)；该计数器241用以将参考电阻Ref或感温电阻Rs的振荡信号通过该非线性转换单元23转换成脉冲信号，并于振荡时间T内产生相对应计数时钟数ck，依据时钟数ck令该显示单元25显示相对应的温度测量值；该定时器242则用以根据最新读取的温度基准值，重新计算该参考电阻Ref或感温电阻Rs所产生的振荡时间T。

该控制单元26，令该感温电阻振荡至该感温元件测量出的温度测量值符合预设标准值后，再由该计数单元24相应产生一第一振荡时间T1，以根据该第一振荡时间T1使该参考电阻Ref振荡产生一更新温度基准值，并将该更新温度基准值存入该存储单元21，以取代所预存的温度基准值。

如图3所示，本发明所提供感温元件10的校正方法的实施流程图，首先是于该控制芯片定义一存储区块并预存一温度基准值，接着将该感温元件10置于一恒温环境中，等该感温元件达到热平衡后，振荡该感温元件内所设的感温电阻至测量出的温度测量值符合预设标准值时，产生第一振荡时间T1，接着提供一参考电阻Ref，用以根据该第一振荡时间T1振荡该参考电阻Ref产生一更新温度基准值，再将该更新温度基准值存入该控制芯片，以取代所预存的温度基准值。

如图所示，本发明可先通过前述校正系统20进行校正程序，此方法的步骤首先执行步骤S1，即由控制芯片定义一存储区块，用以预存一温度基准值，其中该存储区块所预先定义的温度基准值等于预设标准值±ΔT，接着进入校正模式，以进至步骤S2。

于步骤S2中，将感温元件10的感温电阻Rs放置入一恒温槽(图未示)内，接着进至S3。

于步骤S3中，判断该感温元件10温度是否与恒温槽的温度达到热平衡，若是，则进至步骤S4，若否，则回到步骤S2。其中该恒温槽的温度需大致符合预设温度基准值，否则仍将因误差过大而无法校正，故据此可进一步于步骤S31提供环境异常检测程序(例如：连续16秒温度<0.05℃、测量温度>36℃、热平衡等待时间超过9分钟……等异常条件)，若是，则进至步骤S9；若否，则也回到步骤S2。

于步骤S4中，令该感温元件10内所设的感温电阻Rs振荡至测量出的温度测量值符合预设标准值时，即停止振荡，并记录振荡期间所产生的一第一振荡时间T1，接着进至步骤S5。

于步骤S5中，令该参考电阻Ref根据该第一振荡时间T1振荡产生一更新温度基准值，也即预设标准值±ΔT1，以将该更新温度基准值存入存储区块，再进至步骤S6。

于步骤S6中，令该校正系统20进行一误差检错程序，即预设一温度差值ΔT1的校正范围(例如：上限0.5/下限-0.2℃)，以判断更新温度基准值是否超出校正范围，若是，则进至步骤S61；若否，则进至步骤S7。

于步骤S61中，当温度差值ΔT1的偏移误差范围超过一预设上下限值时，由显示单元25显示一错误信息。

于步骤S7中，令该参考电阻Ref读取该更新温度基准值，也即预设标准值±ΔT1，使该参考电阻Ref经振荡至该更新温度基准值时，产生一第二振荡时间T2，接着进至步骤S8。

于步骤S8中，令该感温电阻Rs根据该第二振荡时间T2，再经振荡及计算转换后，显示校正后的温度测量值，接着进至步骤S9。

于步骤S9中，令校正系统20结束校正程序。

综上所述，本发明主要用以针对感温元件的感温电阻的偏移电阻温度差值，相对微调一更新温度基准值，首先于一存储单元(控制芯片)设定一预存一温度基准值的存储区块，并定义一预设标准值，而设定该温度基准值为该预设标准值±ΔT，且将该感温元件置于一恒温环境中，等该感温元件达到热平衡后，振荡该感温电阻至该感温元件测量出的温度测量值符合预设标准值时，产生一第一振荡时间，接着提供一参考电阻，用以根据该第一振荡时间振荡该参考电阻产生一更新温度基准值，再将该更新温度基准值存入该存储单元(控制芯片)，以取代所预存的温度基准值，由于每个感温电阻的偏移电阻不同，因此对应到所记录的温度基准值也就不同，使系统制造商无须在系统电路内的参考电阻上再串联或并联任何补偿电阻，以达到自动校正的目的，利于节省人力物力及时间成本。

上述实施例仅示例性说明本发明的原理及其功效，而非用于限制本发明。任何熟悉此项技术的技术人员均可在不违背本发明的精神及范畴下，对上述实施例进行修饰与改变。因此，本发明的权利保护范围，应如后述的权利要求书所列。

Claims (12)

1.一种感温元件校正方法，用以校正耦合至一控制芯片且具有一感温电阻的感温元件，该感温元件校正方法包括下列步骤：

A：于该控制芯片设定一预存有一温度基准值的存储区块，并定义一预设标准值，且设定该温度基准值为该预设标准值±ΔT；

B：提供一恒温环境，且将该感温元件置于该恒温环境中，并令该感温元件与该恒温环境达到热平衡；

C：振荡该感温电阻至该感温元件测量出的温度测量值符合该预设标准值时，产生一第一振荡时间；

D：提供一参考电阻，用以根据该第一振荡时间振荡该参考电阻产生一更新温度基准值，并将该更新温度基准值存入该存储区块，以取代该预存的温度基准值。

2.如权利要求1所述的校正方法，其特征是，该恒温环境为一恒温槽。

3.如权利要求1所述的校正方法，其特征是，该ΔT为随振荡时间T对偏移电阻所产生的温度差值。

4.如权利要求1所述的校正方法，还包括下列步骤：

E：令该控制芯片读取该更新温度基准值，使该参考电阻经振荡至该更新温度基准值时，产生一第二振荡时间；以及

F：令该感温电阻根据该第二振荡时间振荡及计算转换后，显示其温度测量值。

5.如权利要求1所述的校正方法，其特征是，该步骤B还包括于恒温环境发生异常时，中断校正。

6.如权利要求1所述的校正方法，其特征是，该步骤D还包括于更新温度基准值的校正范围超过一预设上下限值时，显示一错误信息。

7.一种感温元件的校正系统，用以校正耦合至一控制芯片且具有一感温电阻的感温元件，并将该感温元件置于一恒温环境中，该校正系统至少包括：

一存储单元，是用以设定一预存有温度基准值的存储区块，并定义一预设标准值，而设定该温度基准值为该预设标准值±ΔT；

一信号产生单元，用以提供一参考电阻与该感温电阻分别产生振荡信号；

一非线性转换电路，是电性连接至该信号产生单元，用以将所述振荡信号转换成脉冲信号；

一计数单元，电性连接至该非线性转换电路，用以分别根据所述脉冲信号产生计数时钟数，并根据该计数时钟数产生相对应的振荡时间；以及

一控制单元，电性连接至该信号产生单元、该计数单元、及该存储单元，用以振荡该感温电阻至该感温元件测量出的温度测量值符合预设标准值时，由该计数单元计数产生一第一振荡时间，用以根据该第一振荡时间振荡该参考电阻产生一更新温度基准值，并将该更新温度基准值存入该存储区块，以取代所预存的温度基准值。

8.如权利要求7所述的校正系统，其特征是，该恒温环境为一恒温槽。

9.如权利要求7所述的校正系统，其特征是，该ΔT为随振荡时间T所产生的偏移电阻温度值。

10.如权利要求7所述的校正系统，其特征是该控制单元是电性连接至该控制芯片。

11.如权利要求7所述的校正系统，其特征是该校正系统是整合至该控制芯片内。

12.如权利要求7所述的校正系统，还包括一电性连接于该计数单元的显示单元，以根据计数时钟数相应地显示所测量的感温电阻温度测量值。

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