CN101975438A - 空调遥控器高精度温度控制方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及空调器技术。本发明解决了现有空调遥控器所使用的温度传感器的控制精度都不高导致温度控制精度不高的问题，提供了一种空调遥控器高精度温度控制方法，其技术方案可概括为：获取温度与温度传感器阻值的拟合公式，遥控器的微处理器获取温度传感器的电阻值，判断温度传感器电阻值的大小，使用拟合公式计算出环境温度，再根据计算得到的环境温度值按四舍五入法取一位小数，并发送给空调器作为环境温度进行控制。本发明的有益效果是，当房间温度变化0.1℃时也能够被遥控器检测出来，适用于空调遥控器。
Description
技术领域
本发明涉及空调器技术，特别涉及空调遥控器控制温度的方法。
背景技术
空调器最基本的功能是对房间内的空气温度进行调节，为了检测房间温度是否达到用户的设置温度，现在所有的空调器都在空调器内部安装了温度传感器，然而空调器内部的温度传感器检测的温度只是进入空调器内部的空气温度，并不能代表房间内的实际温度，所以有的空调器在遥控器上安装了温度传感器，遥控器处于远离空调的位置，更能接近房间内的真实温度，现有空调遥控器中安装温度传感器的电路原理图如图1，其中，温度传感器R的一端与正5伏直流电源VCC连接，另一端与固定电阻RA的一端及微处理器MCU连接，固定电阻RA的另一端与地线连接，其中，RA为10kΩ；而现有空调遥控器所使用的温度传感器的精度都不高，温度传感器厂商提供的温度表是以1℃为间隔按温度与电阻的关系提供的，因此不能实现对房间温度变化的精确检测与控制，如果用0.1℃精度的数字温度传感器，则遥控器成本太高，温度传感器的成本甚至达到或超过遥控器本身的成本。传感器厂家一般提供温度传感器温度和阻值的对照表，以长虹大量使用的KET-41型温度传感器为例，厂家同时提供摄氏度和华氏度两种温度对照表，从电控设计规范《温度传感器设计规范》JU52.R.047-2005可以看出，温度传感器的控制温度变化区间为±1℃(参见表1)，而华氏温度转换成摄氏温度的温度变化区间在0.5℃左右(见表2)，这也是目前变频空调控制最好的温度单位。
表1：KTE-41摄氏度R-T值表
| 温度(℃) | 下限值(kΩ) | 基准值(kΩ) | 上限值(kΩ) |
| -20.0 | 91.49 | 98.86 | 106.7 |
| -19.0 | 86.39 | 93.25 | 100.6 |
| -18.0 | 81.62 | 87.98 | 94.76 |
| -17.0 | 77.13 | 83.05 | 89.34 |
| -16.0 | 72.92 | 78.42 | 84.26 |
| -15.0 | 68.97 | 74.08 | 79.50 |
| -14.0 | 65.26 | 70.01 | 75.05 |
| -13.0 | 61.77 | 66.19 | 70.86 |
| -12.0 | 58.48 | 62.60 | 66.94 |
| -11.0 | 55.39 | 59.22 | 63.26 |
| -10.0 | 52.49 | 56.05 | 59.81 |
| -9.0 | 49.75 | 53.07 | 56.56 |
表2：KTE-41摄氏-华氏温度R-T值对照表
| 华氏温度(°F) | 摄氏温度(℃) | 下限值(kΩ) | 基准值(kΩ) | 上限值(kΩ) |
| -22 | -30.0 | 165.9 | 181.6 | 198.6 |
| -21 | -29.4 | 160.8 | 175.4 | 191.6 |
| -20 | -28.9 | 155.0 | 169.4 | 185.0 |
| -19 | -28.3 | 149.8 | 163.6 | 178.5 |
| -18 | -27.8 | 144.8 | 158.1 | 172.3 |
| -17 | -27.2 | 140.0 | 152.7 | 166.4 |
| -16 | -26.7 | 135.4 | 147.6 | 160.7 |
| -15 | -26.1 | 131.0 | 142.6 | 155.2 |
| -14 | -25.6 | 126.7 | 137.9 | 149.9 |
| -13 | -25.0 | 122.6 | 133.3 | 144.8 |
| -12 | -24.4 | 118.6 | 128.9 | 139.9 |
| -11 | -23.9 | 114.7 | 124.6 | 135.2 |
而由于温度传感器电阻值是随温度的变化而连续变化的，因此，如果有拟合公式进行计算就可以得到精确温度值，拟合公式是针对阻值的基准值，传感器供应商提供了一个指数经验公式：RT＝R1×eB(1/T-1/T1)，其中，B＝[(T1×T2)/(T2-T1)]×ln(R1/R2)，B为常数：3873.774K，R1为在温度为T1时温度传感器的零功率电阻值，R2为在温度T2时温度传感器的零功率电阻值，T1为298.15K(+25℃)，T2为358.15K(+85℃)，推导可得以下公式：T＝1/(ln(RT/R1)/B+1/T1)；但是指数和对数计算对于单片机而言过于复杂导致难以实现，目前遥控器的单片机都是通过测试电压的方法实现以1℃为间隔的温度测量。
发明内容
本发明的目的是克服目前空调遥控器所使用的温度传感器的控制精度都不高导致温度控制精度不高的缺点，提供一种空调遥控器高精度温度控制方法。
本发明解决其技术问题，采用的技术方案是，空调遥控器高精度温度控制方法，其特征在于，包括以下步骤：
a.记录温度传感器在各实际温度时的电阻值，其中，实际温度记为y，该温度传感器在该实际温度时的电阻值记为x，利用最小二乘法进行拟合，得到拟合公式：
Pn(x)＝a0x0+a1x1+……+anxn
令Pn(x)与y的差值的平方和趋于无限小，计算出a0、a1……an的值，其中n为自然数；
b.选取电阻值的k次方作为拟合公式进行温度计算，得到拟合公式如下：
T＝a0R0+a1R1+……+akRk
其中，k为小于n的自然数，T为计算出的温度值，R为温度传感器此时的电阻值；
c.将该拟合公式存储在遥控器的微处理器中，作为计算环境温度的公式；
d.使用时，遥控器的微处理器获取温度传感器的电阻值，记为R；
e.微处理器根据存储的拟合公式计算出环境温度，记为T；
f.微处理器根据计算得到的环境温度值按四舍五入法取一位小数，并发送给空调器作为环境温度进行控制。
具体的，步骤a包括以下步骤：
a1.记录温度传感器在各实际温度时的电阻值，其中，实际温度记为y，该温度传感器在该实际温度时的电阻值记为x，制作出温度与电阻值的变化曲线，将该曲线分为较为平滑的各个区间，记录各区间开始和结束时的电阻值；
a2.在各个区间中利用最小二乘法进行拟合，得到每个区间的拟合公式：
Pn(xm)＝am0xm 0+am1xm 1+……+amnxm n
令Pn(xm)与ym的差值的平方和趋于无限小，计算出am0、am1……amn的值，其中n为自然数，m代表某个区间；
步骤b包括以下步骤：
b1.选取电阻值的k次方作为拟合公式进行温度计算，得到各区间的拟合公式如下：
T＝am0R0+am1R1+……+amkRk
其中，k为小于n的自然数，T为计算出的温度值，R为温度传感器此时的电阻值，m代表某个区间；
步骤c包括以下步骤：
c1.将各区间的拟合公式存储在遥控器的微处理器中，作为计算环境温度的公式；
步骤e包括以下步骤：
e1.微处理器判断R处于哪个区间，并根据存储的该区间的拟合公式计算出环境温度，记为T。
进一步的，所述k为5。
具体的，步骤d包括以下步骤：
d1.遥控器的微处理器进行A/D采样，获取温度传感器与固定电阻连接点的电压值，记为UA；
d2.微处理器根据公式UA＝5RA/(RA+R)，计算出温度传感器电阻值，记为R。
进一步的，步骤a包括以下步骤：
d3.在遥控器中增加电阻检测装置，用于检测温度传感器的电阻值，并将检测到的电阻值传输给遥控器的微处理器；
d4.微处理器将接收到的电阻值作为温度传感器的电阻值，记为R。
具体的，所述微处理器为单片机。
本发明的有益效果是，通过上述空调遥控器高精度温度控制方法，采用测量电阻值或将测量电压进行转换获取电阻值的方法，当房间温度变化0.1℃时也能够被遥控器检测出来，从而将温度传给空调器，让空调器作出相应显示和控制，且由于仍然采用普通的温度传感器，并未增加额外的成本，计算公式中也没有厂家经验公式中的指数运算或对数运算，能够使用单片机实现。
附图说明
图1为现有空调遥控器中安装温度传感器的电路原理图；
其中，R为温度传感器，VCC为正5伏直流电源，RA为固定电阻，MCU为微处理器。
具体实施方式
下面结合附图及实施例，详细描述本发明的技术方案。
本发明的空调遥控器高精度温度控制方法为：首先记录温度传感器在各实际温度时的电阻值，其中，实际温度记为y，该温度传感器在该实际温度时的电阻值记为x，利用最小二乘法进行拟合，得到拟合公式：Pn(x)＝a0x0+a1x1+a2x2+a3x3+……+anxn，令Pn(x)与y的差值的平方和趋于无限小，计算出a0、a1、a2、a3……an的值，其中n为自然数，然后选取电阻值的k次方作为拟合公式进行温度计算，得到拟合公式如下：T＝a0R0+a1R1+a2R2+a3R3+……+akRk，其中，k为小于n的自然数，T为计算出的温度值，R为温度传感器此时的电阻值，然后再将该拟合公式存储在遥控器的微处理器中，作为计算环境温度的公式，用户使用时，遥控器的微处理器首先获取温度传感器的电阻值，记为R，然后微处理器根据存储的拟合公式计算出环境温度，记为T，并根据计算得到的环境温度值按四舍五入法取一位小数，并发送给空调器作为环境温度进行控制。
实施例
本例的微处理器为单片机。
首先记录温度传感器在各实际温度时的电阻值，其中，实际温度记为y，该温度传感器在该实际温度时的电阻值记为x，制作出温度与电阻值的变化曲线，将该曲线分为较为平滑的各个区间，记录各区间开始和结束时的电阻值，在各个区间中利用最小二乘法进行拟合，得到每个区间的拟合公式：Pn(xm)＝am0xm 0+am1xm 1+……+amnxm n，令Pn(xm)与ym的差值的平方和趋于无限小，计算出am0、am1……amn的值，其中n为自然数，m代表某个区间，然后选取电阻值的k次方作为拟合公式进行温度计算，得到各区间的拟合公式如下：T＝am0R0+am1R1+……+amkRk，其中，k为小于n的自然数(本例中k为5，k值越大其拟合公式计算的精度越高，但是考虑到单片机的处理能力，一般k值选择为5)，T为计算出的温度值，R为温度传感器此时的电阻值，m代表某个区间，然后再将各区间的拟合公式存储在遥控器的微处理器中，作为计算环境温度的公式，用户使用时，遥控器的微处理器首先获取温度传感器的电阻值，记为R，然后微处理器判断R处于哪个区间，并根据存储的该区间的拟合公式计算出环境温度，记为T，并根据计算得到的环境温度值按四舍五入法取一位小数，并发送给空调器作为环境温度进行控制。
其中，遥控器的微处理器获取温度传感器的电阻值的方法可以为：采用与现有安装温度传感器空调遥控器相同的硬件连接方式，中遥控器的微处理器进行A/D采样，获取温度传感器与固定电阻连接点的电压值，记为UA，微处理器再根据公式UA＝5RA/(RA+R)，计算出温度传感器电阻值，记为R；其遥控器的微处理器获取温度传感器的电阻值的方法还可以为：在遥控器中增加电阻检测装置，用于检测温度传感器的电阻值，并将检测到的电阻值传输给遥控器的微处理器，然后微处理器再将接收到的电阻值作为温度传感器的电阻值，记为R。
Claims (6)
1.空调遥控器高精度温度控制方法，其特征在于，包括以下步骤：
a.记录温度传感器在各实际温度时的电阻值，其中，实际温度记为y，该温度传感器在该实际温度时的电阻值记为x，利用最小二乘法进行拟合，得到拟合公式：
Pn(x)＝a0x0+a1x1+……+anxn
令Pn(x)与y的差值的平方和趋于无限小，计算出a0、a1……an的值，其中n为自然数；
b.选取电阻值的k次方作为拟合公式进行温度计算，得到拟合公式如下：
T＝a0R0+a1R1+……+akRk其中，k为小于n的自然数，T为计算出的温度值，R为温度传感器此时的电阻值；
c.将该拟合公式存储在遥控器的微处理器中，作为计算环境温度的公式；
d.使用时，遥控器的微处理器获取温度传感器的电阻值，记为R；
e.微处理器根据存储的拟合公式计算出环境温度，记为T；
f.微处理器根据计算得到的环境温度值按四舍五入法取一位小数，并发送给空调器作为环境温度进行控制。
2.根据权利要求1所述空调遥控器高精度温度控制方法，其特征在于，步骤a包括以下步骤：
a1.记录温度传感器在各实际温度时的电阻值，其中，实际温度记为y，该温度传感器在该实际温度时的电阻值记为x，制作出温度与电阻值的变化曲线，将该曲线分为较为平滑的各个区间，记录各区间开始和结束时的电阻值；
a2.在各个区间中利用最小二乘法进行拟合，得到每个区间的拟合公式：
Pn(xm)＝am0xm 0+am1xm 1+……+amnxm n
令Pn(xm)与ym的差值的平方和趋于无限小，计算出am0、am1……amn的值，其中n为自然数，m代表某个区间；
步骤b包括以下步骤：
b1.选取电阻值的k次方作为拟合公式进行温度计算，得到各区间的拟合公式如下：
T＝am0R0+am1R1+……+amkRk
其中，k为小于n的自然数，T为计算出的温度值，R为温度传感器此时的电阻值，m代表某个区间；
步骤c包括以下步骤：
c1.将各区间的拟合公式存储在遥控器的微处理器中，作为计算环境温度的公式；
步骤e包括以下步骤：
e1.微处理器判断R处于哪个区间，并根据存储的该区间的拟合公式计算出环境温度，记为T。
3.根据权利要求1或2所述空调遥控器高精度温度控制方法，其特征在于，所述k为5。
4.根据权利要求1或2所述空调遥控器高精度温度控制方法，步骤d包括以下步骤：
d1.遥控器的微处理器进行A/D采样，获取温度传感器与固定电阻连接点的电压值，记为UA；
d2.微处理器根据公式UA＝5RA/(RA+R)，计算出温度传感器电阻值，记为R。
5.根据权利要求1或2所述空调遥控器高精度温度控制方法，其特征在于，步骤a包括以下步骤：
d3.在遥控器中增加电阻检测装置，用于检测温度传感器的电阻值，并将检测到的电阻值传输给遥控器的微处理器；
d4.微处理器将接收到的电阻值作为温度传感器的电阻值，记为R。
6.根据权利要求1所述空调遥控器高精度温度控制方法，其特征在于，所述微处理器为单片机。
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