CN104122005A - 一种温度测量装置 - Google Patents

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刘飞
文锋
阮旭松
王占国
徐国彬
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Abstract

本发明公开了一种温度测量装置，包括中控单元，与中控单元连接的温度测量单元，温度测量单元包括分别与中控单元连接的分压电路单元、通道切换电路单元及与分压电路单元连接的一个或多个热敏电阻测量单元分压电路单元与通道切换电路单元连接。通道切换电路单元包括一个或多个的多路模拟开关单元。本发明具有以下有益效果：过通道切换电路单元切换多个热敏电阻测量单元，能够减少单片机管脚占用，节约资源；通过一路的分压电路单元实现针对多个热敏电阻测量单元的辅助，大大节约了生产成本；结构高效简洁，扩展灵活，应用方便，易于生产。

Description

一种温度测量装置
技术领域
本发明涉及一种温度测量装置。
背景技术
NTC（NTC热敏电阻）随着温度的变化其阻值也相应变化，利用电阻分压原理，当NTC阻值变化时，在分压电路中得到的分压也不同，此电压值通过单片机其中的一个AD口。由单片机读出AD值并计算其对应温度值。如果有多个温度需要检测，就要由多个检测电路组成，并且需要单片机多个AD口对应读取，增加了单片机的资源占用。
发明内容
为了解决现有电池管理系统的上述不足，本发明提供新型温度测量装置的设计方案。
一种温度测量装置，包括中控单元，与中控单元连接的温度测量单元，所述温度测量单元包括分别与中控单元连接的分压电路单元、用于切换测量通道的通道切换电路单元，以及与分压电路单元连接的一个或多个热敏电阻测量单元；所述分压电路单元还与通道切换电路单元连接；所述通道切换电路单元通过通道接脚与中控单元的AD端口连接。
所述通道切换电路单元包括一个或多个多路模拟开关单元。
还设置有用于连接通道切换电路单元与热敏电阻测量单元的多通道接插件。
所述分压电路单元包括一端与通道切换电路单元和中控单元连接端连接，另一端连接VCC的分压电阻。
还设置有与热敏电阻测量单元一一对应的用于稳压滤波的一个或多个稳压滤波电路单元。
所述稳压滤波电路单元包括并联连接的稳压管与滤波电容，稳压滤波电路单元一端与通道切换电路单元及热敏电阻测量单元第一端口连接，另一端与热敏电阻测量单元的第二端口连接并接地。
所述分压电路单元还设置有限流滤波单元；所述限流滤波单元包括串接于分压电阻和中控单元之间的限流电阻，一端与限流电阻和中控单元的连接端连接，另一端接地的滤波电容。
所述多路模拟开关单元通过其使能端口及通道选择端口与中控单元对应的端口进行连接，并通过其输入/输出端口分别与稳压滤波电路单元及其对应的热敏电阻测量单元连接。
综上所述，本发明具有以下有益效果：（1）通过通道切换电路单元切换多个热敏电阻测量单元，能够减少单片机（中控单元）管脚占用，节约资源；（2）通过一路的分压电路单元实现针对多个热敏电阻测量单元的辅助，大大节约了生产成本；（3）结构高效简洁，扩展灵活，应用方便，易于生产。
附图说明
图1为本发明所述温度测量装置的整体结构示意图；
图2为本发明所述中控单元的实施例用例图；
图3为本发明所述第一多路模拟开关单元的实施例用例图；
图4为本发明所述稳压滤波电路单元的实施例用例图；
图5为本发明所述多路模拟开关单元、稳压滤波电路单元及热敏电阻测量单元的连接示意图；
图6为本发明所述分压电路单元的实施例用例图；
图7为本发明所述第二多路模拟开关单元的实施例用例图。
具体实施方式
为了让本领域的技术人员能够更好地了解本发明的技术方案，下面结合附图对本发明作进一步的阐述。
如图1所示，本发明揭示了一种温度测量装置，包括中控单元（可采用MCU，本实施例采用MC9S08DZ32MLC单片机，下文简称MCU），与MCU连接的温度测量单元，所述温度测量单元包括与MCU连接的分压电路单元、用于切换测量通道的通道切换电路单元，以及分别与分压电路单元连接的一个或多个热敏电阻测量单元（包括NTC和PTC）；通道切换电路单元通过通道接脚与MCU的AD端口连接。
将多路的热敏电阻测量单元分别连接到分压电路单元以及通道切换电路单元，通道切换电路单元采用的多路模拟开关单元，通过多路模拟开关单元切换各路的热敏电阻测量单元，由此实现多路温度测量。如图2和3所示，本实施例的多路模拟开关单元U21（第一多路模拟开关单元）采用MC74HC4051A，通过其使能端口T_EN1与MCU的T_EN1端口（即PTA0/PIB0/ADP0/MCLK端口，下文不再赘述MCU的端口名称）连接，其通道选择端口A、B、C分别连接到MCU的端口A、B、C上，其各个输入/输出端口RTx（x=1,2,…）分别与各个热敏电阻测量单元连接。实施时，由MCU控制使能端T_EN1及A、B、C三个通道选择端口高低的电平变化依次接通RT1~RT8 8个输入/输出端口，进而依次接通与之相连的热敏电阻测量单元。
同时，还设置有用于连接多路模拟开关单元U21与热敏电阻测量单元的多通道接插件，方便热敏电阻测量单元的连接。分压电路单元包括一端分别与多路模拟开关单元U21和MCU的连接端连接，另一端连接VCC的分压电阻。分压电路单元通过其CPUT1端与MCU的CPUT1端口连接，通过其SIG端与多路模拟开关单元U21的SIG端口连接（实际上CPUT1和SIG为同一端口），当多路模拟开关单元U21所切换到的对应通道的热敏电阻测量单元的阻值变化时，分压电路的电压也会变化，由此可测算的该通道的温度值。
另外为了使限制热敏电阻测量单元（NTC）的电压，减少杂波干扰，还设置有与热敏电阻测量单元一一对应的用于稳压滤波的一个或多个稳压滤波电路单元。稳压滤波电路单元包括并联连接的稳压管与滤波电容，稳压滤波电路单元一端与多路模拟开关单元及热敏电阻测量单元第一端口连接，另一端与热敏电阻测量单元的第二端口连接并接地。
以其中一个为例，如图4和5所示，稳压滤波电路单元包括并联连接的稳压管Z10（双向稳压管）与滤波电容C209，稳压滤波电路单元RT1端与多路模拟开关单元的RT1端口及热敏电阻测量单元（NTC）第一端口NTC_A连接，另一端与热敏电阻测量单元的第二端口NTC_B连接并接地。稳压管Z10可以限制NTC两端电压不超过5V。
如图6所示，分压电路单元还设置有限流滤波单元；所述限流滤波单元包括串接于热敏电阻测量单元和MCU之间的限流电阻R42，一端与限流电阻R42和MCU连接端（即CPUT1）连接，另一端接地的滤波电容C101。其中，R44为分压电阻。
根据实际需求，若需要测量的对象数量超出通道切换电路单元的输入/输出端口数量，还可以同时采用两个或多多路模拟开关单元与MCU及分压电路单元连接，以达到扩展通路的要求。如图7所示，多路模拟开关单元U22（第二通道切换电路单元）的使能端口T_EN2与MCU的T_EN2端口连接，其SIG与分压电路单元的SIG端口连接。
当通道切换电路单元的某些输入/输出端口不需要用时，还可以通过设置一端与输入/输出端口连接，另一端接地的封闭电阻，将该端口封闭。如图所示，当需要对15个通道的热敏电阻测量单元时，则采用两个多路模拟开关单元，此时可将多路模拟开关单元U22多余的一个端口通过封闭电阻R31进行封闭。
本实施例只是本发明的较优实施方式，未进行详细描述的部分均采用公知的成熟技术。需要说明的是，在不背离本发明精神及其实质的情况下，熟悉本领域的技术人员当可根据本发明作出各种相应的改变和变形，但这些改变和变形都应属于本发明所附的权利要求的保护范围。

Claims (9)

1.一种温度测量装置，包括中控单元，与中控单元（MCU）连接的温度测量单元，其特征在于，所述温度测量单元包括分别与中控单元连接的分压电路单元、用于切换测量通道的通道切换电路单元（U21，U22，….），以及与分压电路单元连接的一个或多个热敏测量单元(NTC/PTC)；
所述分压电路单元还与通道切换电路单元连接；
所述通道切换电路单元的通道接脚与中控单元的AD端口连接。
2.根据权利要求1所述的一种温度测量装置，其特征在于，所述通道切换电路单元包括一个或多个多路模拟开关单元（U21）。
3.根据权利要求2所述的一种温度测量装置，其特征在于，还设置有用于连接通道切换电路单元（U21，U22，….）与热敏电阻测量单元(NTC/PTC)的多通道接插件。
4.根据权利要求3所述的一种温度测量装置，其特征在于，所述分压电路单元包括一端与多路模拟开关单元和中控单元连接端连接，另一端连接VCC的分压电阻(R44)。
5.根据权利要求4所述的一种温度测量装置，其特征在于，还设置有与热敏电阻测量单元一一对应的用于稳压滤波的一个或多个稳压滤波电路单元。
6.根据权利要求5所述的一种温度测量装置，其特征在于，所述稳压滤波电路单元包括并联连接的稳压管(Z10)与滤波电容(C209)，稳压滤波电路单元一端与多路模拟开关单元及热敏电阻测量单元第一端口（NTC_A）连接，另一端与热敏电阻测量单元的第二端口（NTC_B）连接并接地。
7.根据权利要求6所述的一种温度测量装置，其特征在于，所述分压电路单元还设置有限流滤波单元；
所述限流滤波单元包括串接于分压电阻和中控单元之间的限流电阻R42，一端与限流电阻和中控单元的连接端连接，另一端接地的滤波电容C101。
8.根据权利要求7所述的一种温度测量装置，其特征在于，所述多路模拟开关单元通过其使能端口及通道选择端口与中控单元对应的端口进行连接，并通过其输入/输出端口分别与稳压滤波电路单元及其对应的热敏电阻测量单元连接。
9.根据权利要求8所述的一种温度测量装置，其特征在于，还设置有一端与输入/输出端口连接，另一端接地的封闭电阻R31。
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