CN107576410A - 温度检测方法及装置 - Google Patents
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Abstract
本发明实施例提供一种温度检测方法及装置，该方法包括：在获取到温度传感器输出的第一电阻值时，基于电阻值与温度值之间的第一映射关系，计算所述第一电阻值对应的温度估计值，其中所述第一映射关系被表示为一元一次方程式；基于所述温度传感器的电阻与温度之间的固有特性关系，计算所述温度估计值对应的第二电阻值；基于所述第二电阻值，采用迭代算法，计算目标电阻值，直到所述目标电阻值和所述第一电阻值之间的差值的绝对值小于预设阈值；基于所述目标电阻值和所述第一映射关系，计算实际温度值。本发明实施例提供的方法及装置，能够在确保温度检测精度的同时提高温度检测效率。
Description
技术领域
本发明实施例涉及温度检测技术领域，尤其涉及一种温度检测方法及装置。
背景技术
在电气设备中，温度监控对于电气设备的安全运行十分重要。其中，温度传感器是用来检测电气设备温度的一种重要方式。
现有技术中利用温度传感器进行温度检测的一种常用方法是直接公式计算法。其原理是：将温度传感器输出的电阻值经过模/数转换后，直接通过非线性的标准化计算公式求解出对应的温度值，但是由于其利用的非线性标准化公式中存在开平方和开立方运算，因此，其耗费的计算资源较大，耗时较长，处理效率较低。
发明内容
本发明实施例提供一种温度检测方法及装置，用以在确保温度检测精度的同时提高温度检测的效率。
本发明实施例第一方面提供一种温度检测方法，所述方法包括：
在获取到温度传感器输出的第一电阻值时，基于电阻值与温度值之间的第一映射关系，计算所述第一电阻值对应的温度估计值，其中所述第一映射关系被表示为一元一次方程式；
基于所述温度传感器的电阻与温度之间的固有特性关系，计算所述温度估计值对应的第二电阻值；
基于所述第二电阻值，采用迭代算法计算目标电阻值，直到所述目标电阻值和所述第一电阻值之间的差值的绝对值小于预设阈值；
基于所述目标电阻值和所述第一映射关系，计算实际温度值。
可选的，所述基于电阻值与温度值之间的第一映射关系，计算所述第一电阻值对应的温度估计值，包括：
根据表达式：
t＝kRt±C0
计算所述第一电阻值对应的温度估计值，其中，t为温度值，k为比例系数，为常数，C0为修正系数，为常数，Rt为电阻值。
可选的，所述基于电阻值与温度值之间的第一映射关系，计算所述第一电阻值对应的温度估计值之前，所述方法还包括：
基于至少两组样本值，确定所述表达式：t＝kRt±C0中比例系数k和修正系数C0的值，其中，所述样本值中包括电阻值与真实温度值之间的对应关系。
可选的，所述基于所述温度传感器的电阻与温度之间的固有特性关系，计算所述温度估计值对应的第二电阻值，包括：
所述温度传感器为铂热电阻传感器，基于铂热电阻传感器的电阻与温度之间的固有特性关系，计算所述温度估计值对应的第二电阻值。
可选的，所述基于所述第二电阻值，采用迭代算法，计算目标电阻值，包括：
基于所述第二电阻值，采用二分逼近算法，计算目标电阻值。
本发明实施例第二方面提供一种温度检测装置，所述装置包括：
第一计算模块，在获取到温度传感器输出的第一电阻值时，基于电阻值与温度值之间的第一映射关系，计算所述第一电阻值对应的温度估计值，其中所述第一映射关系被表示为一元一次方程式；
第二计算模块，基于电所述温度传感器的电阻与温度之间的固有特性关系，计算所述温度估计值对应的第二电阻值；
第三计算模块，基于所述第二电阻值，采用迭代算法，计算目标电阻值，直到所述目标电阻值和所述第一电阻值之间的差值的绝对值小于预设阈值；
第四计算模块，基于所述目标电阻值和所述第一映射关系，计算实际温度值。
可选的，所述第一计算模块：
根据表达式：
t＝kRt±C0
计算所述第一电阻值对应的温度估计值，其中，t为温度值，k为比例系数，为常数，C0为修正系数，为常数，Rt为电阻值。
可选的，所述装置还包括：
确定模块，基于至少两组样本值，确定所述表达式：t＝kRt±C0中比例系数k和修正系数C0的值，其中，所述样本值中包括电阻值与真实温度值之间的对应关系。
可选的，所述温度传感器为铂热电阻传感器时，所述第二计算模块基于铂热电阻传感器的电阻与温度之间的固有特性关系，计算所述温度估计值对应的第二电阻值。
可选的，所述第三计算模块，基于所述第二电阻值，采用二分逼近算法，计算目标电阻值。
在本发明实施例中，通过基于电阻值与温度值之间的第一映射关系，计算温度传感器输出的第一电阻值所对应的温度估计值，基于温度传感器的电阻与温度之间的固有特性关系，计算温度估计值对应的第二电阻值，基于第二电阻值，采用迭代算法，计算目标电阻值，直到目标电阻值和第一电阻值之间的差值的绝对值小于预设阈值，并基于此时的目标电阻值和第一映射关系，计算获得实际的温度值。由于本发明实施例的第一映射关系被表示为一元一次方程式，因此，在计算温度估计值时不需要进行开平方和开立方运算，降低了温度检测对运算资源的需求和运算耗时，并且，由于本发明实施例中是将计算获得的温度估计值代入温度传感器的电阻与温度之间的固有特性关系中计算获得温度估计值对应的第二电阻值，由现有的温度传感器的电阻与温度之间的固有特性关系可知，同样不需要进行开平方和开立方运算，因而，进一步的降低了运算量，提高了运算效率，进一步的本发明实施例又基于第二电阻值采用迭代算法，计算获得电阻值大小和第一电阻值之间的差值的绝对值小于预设阈值的目标电阻，根据目标电阻和第一映射关系，计算实际温度，从而能够在确保温度检测精度的基础上，提高温度检测的效率。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明一实施例提供的一种温度检测方法的流程图；
图2为本发明一实施例提供的一种温度检测装置的结构示意图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
本发明的说明书和权利要求书的术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列步骤的过程或结构的装置不必限于清楚地列出的那些结构或步骤而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程或装置固有的其它步骤或结构。
本发明实施例提供一种温度检测方法，该方法可以由一种温度检测装置来执行。参见图1，图1为本发明一实施例提供的一种温度检测方法的流程图，如图1所示，该方法包括如下步骤：
步骤101、在获取到温度传感器输出的第一电阻值时，基于电阻值与温度值之间的第一映射关系，计算所述第一电阻值对应的温度估计值，其中所述第一映射关系被表示为一元一次方程式。
可选的，本实施例可以采用实时的或周期性的方式从温度传感器上获取第一电阻值。
可选的，本实施例中第一映射关系可以被具体为如下形式的一元一次方程式：
t＝kRt±C0
其中，t为温度值，k为比例系数，为常数，C0为修正系数，为常数，Rt为电阻值。
可选的，上述表达式中的参数k和C0的值为预先根据至少两组样本值计算获得的，其中，上述样本值中至少包括电阻值和真实温度值之间的对应关系，比如，一组样本值可以是(100,0)，其中数值100为温度传感器输出的电阻值，数值0为电阻值100所对应的真实温度值。
可选的，本实施例中样本值可以从现有的PT100分度表中随机抽取获得，但并不仅限于从PT100分度表中抽取获得。
举例来说，假设从PT100分度表中抽取的两组样本值分别为(100,0)和(175.84,200)，则将两组样本值代入上述表达式，可得参数k和C0的值分别为2.5964和259.64。当然这里仅为示例说明而不是对本发明的唯一限定。
这里需要说明的是，本实施例中第一映射关系可以被具体为上述表达式的形式，但并不仅限于上述表达式所呈现的形式，实际上，第一映射关系可以是不包含电阻值和温度值的多次方的任意形式。
步骤102、基于所述温度传感器的电阻与温度之间的固有特性关系，计算所述温度估计值对应的第二电阻值。
可选的，本实施例中涉及的温度传感器可以是诸如铜热电阻传感器、镍热电阻传感器、铂热电阻传感器等现有的任意一种温度传感器。在现有技术中，每种温度传感器的电阻与温度之间均具有固定的特性关系。
以铂热电阻传感器为例，在现有技术中，铂热电阻传感器的电阻与温度之间的固有特性关系可以被具体为如下形式：
其中，R0为所述温度传感器在0摄氏度是输出的电阻值，t为温度值，A、B、C为权重系数，为常数，Rt1为温度t对应的实际电阻值。可选的，本实施例中A、B、C的值分别为(3.90802×10-3℃)-1、(-5.802×10-7℃)-2、(-4.27350×10-12℃)-3。
由上述表达式，当温度估计值在0至850摄氏度的范围内时，根据表达式：Rt1＝R0(1+At+Bt2)，计算温度估计值对应的第二电阻值；当温度估计值在-200至0摄氏度的范围内时，根据表达式：Rt1＝R0(1+At+Bt2+C(t-100)t3)计算温度估计值对应的第二电阻值。当然这里仅为示例说明，而不是对本发明的唯一限定，实际上，随着温度传感器的不同，计算第二电阻值时所依据的电阻与温度之间的固有特定关系可能不同。
步骤103、基于所述第二电阻值，采用迭代算法，计算目标电阻值，直到所述目标电阻值和所述第一电阻值之间的差值的绝对值小于预设阈值。
优选的，本实施例采用二分逼近算法，计算目标电阻值。
具体的，在计算出第二电阻值之后，将第二电阻值Rt1与温度传感器输出的第一电阻值Rt进行求差运算，得到差值ΔR，再根据如下表达式计算获得第三电阻Rt3：
进一步的，在得到Rt3后，将Rt3代入上述第一映射关系中，计算出温度值，再将计算得到的温度值代入上述电阻值与温度值之间的非线性标准化映射关系中，计算得到对应的电阻值，并将该电阻值与第一电阻值进行求差运算，判断ΔR是否小于预设阈值，其中，若小于，则执行步骤104，否则循环执行上述方法，直至ΔR小于预设阈值为止。其中，上述预设阈值可以根据具体的精度需求进行具体设定。本实施例中不对其进行具体限定。
这里需要说明的是，在一种可能的方式中，还可以采用试探法，采用定步长或变步长来改变第二电阻值的大小，从而重新计算出Rt3的值。
步骤104、基于所述目标电阻值和所述第一映射关系，计算实际温度值。
在实施例中，基于电阻值与温度值之间的第一映射关系，计算温度传感器输出的第一电阻值所对应的温度估计值，基于温度传感器的电阻与温度之间的固有特性关系，计算温度估计值对应的第二电阻值，基于第二电阻值，采用迭代算法，计算目标电阻值，直到目标电阻值和第一电阻值之间的差值的绝对值小于预设阈值，并基于此时的目标电阻值和第一映射关系，计算获得实际的温度值。由于本实施例的第一映射关系被表示为一元一次方程式，因此，在计算温度估计值时不需要进行开平方和开立方运算，降低了温度检测对运算资源的需求和运算耗时，并且，由于本发明实施例中是将计算获得的温度估计值代入温度传感器的电阻与温度之间的固有特性关系中计算获得温度估计值对应的第二电阻值，由现有的温度传感器的电阻与温度之间的固有特性关系可知，同样不需要进行开平方和开立方运算，因而，进一步的降低了运算量，提高了运算效率，进一步的本实施例又基于第二电阻值采用迭代算法，计算获得电阻值大小和第一电阻值之间的差值的绝对值小于预设阈值的目标电阻，根据目标电阻和第一映射关系，计算实际温度，从而能够在确保温度检测精度的基础上，提高温度检测的效率。
图2为本发明一实施例提供的一种温度检测装置的结构示意图，如图2所示，该装置包括：
第一计算模块11，在获取到温度传感器输出的第一电阻值时，基于电阻值与温度值之间的第一映射关系，计算所述第一电阻值对应的温度估计值，其中所述第一映射关系被表示为一元一次方程式；
第二计算模块12，基于所述温度传感器的电阻与温度之间的固有特性关系，计算所述温度估计值对应的第二电阻值；
第三计算模块13，基于所述第二电阻值，采用迭代算法，计算目标电阻值，直到所述目标电阻值和所述第一电阻值之间的差值的绝对值小于预设阈值；
第四计算模块14，基于所述目标电阻值和所述第一映射关系，计算实际温度值。
可选的，所述第一计算模块11：
根据表达式：
t＝kRt±C0
计算所述第一电阻值对应的温度估计值，其中，t为温度值，k为比例系数，为常数，C0为修正系数，为常数，Rt为电阻值。
可选的，所述装置还包括：
确定模块，基于至少两组样本值，确定所述表达式：t＝kRt±C0中比例系数k和修正系数C0的值，其中，所述样本值中包括电阻值与真实温度值之间的对应关系。
可选的，所述温度传感器为铂热电阻传感器时，所述第二计算模块基于铂热电阻传感器的电阻与温度之间的固有特性关系，计算所述温度估计值对应的第二电阻值，其中，所述第二计算模块12：
在所述温度估计值在0至850摄氏度的范围内时，根据表达式：
Rt1＝R0(1+At+Bt2)
计算所述温度估计值对应的第二电阻值；
在所述温度估计值在-200至0摄氏度的范围内时，根据表达式：
Rt1＝R0(1+At+Bt2+C(t-100)t3)
计算所述温度估计值对应的第二电阻值；
其中，R0为所述温度传感器在0摄氏度是输出的电阻值，t为温度值，A、B、C为权重系数，为常数，Rt1为温度t对应的实际电阻值。
可选的，所述第三计算模块13，基于所述第二电阻值，采用二分逼近算法，计算目标电阻值。
在实施例中，基于电阻值与温度值之间的第一映射关系，计算温度传感器输出的第一电阻值所对应的温度估计值，基于温度传感器的电阻与温度之间的固有特性关系，计算温度估计值对应的第二电阻值，基于第二电阻值，采用迭代算法，计算目标电阻值，直到目标电阻值和第一电阻值之间的差值的绝对值小于预设阈值，并基于此时的目标电阻值和第一映射关系，计算获得实际的温度值。由于本实施例的第一映射关系被表示为一元一次方程式，因此，在计算温度估计值时不需要进行开平方和开立方运算，降低了温度检测对运算资源的需求和运算耗时，并且，由于本发明实施例中是将计算获得的温度估计值代入温度传感器的电阻与温度之间的固有特性关系中计算获得温度估计值对应的第二电阻值，由现有的温度传感器的电阻与温度之间的固有特性关系可知，同样不需要进行开平方和开立方运算，因而，进一步的降低了运算量，提高了运算效率，进一步的本实施例又基于第二电阻值采用迭代算法，计算获得电阻值大小和第一电阻值之间的差值的绝对值小于预设阈值的目标电阻，根据目标电阻和第一映射关系，计算实际温度，从而能够在确保温度检测精度的基础上，提高温度检测的效率。
在一示例性实施例中还提供一种非临时性计算机可读存储介质，当该存储介质中的指令由温度检测装置执行时，使得温度检测装置能够执行如下方法：
在获取到温度传感器输出的第一电阻值时，基于电阻值与温度值之间的第一映射关系，计算所述第一电阻值对应的温度估计值，其中所述第一映射关系被表示为一元一次方程式；
基于所述温度传感器的电阻与温度之间的固有特性关系，计算所述温度估计值对应的第二电阻值；
基于所述第二电阻值，采用迭代算法计算目标电阻值，直到所述目标电阻值和所述第一电阻值之间的差值的绝对值小于预设阈值；
基于所述目标电阻值和所述第一映射关系，计算实际温度值。
最后需要说明的是，本领域普通技术人员可以理解上述实施例方法中的全部或者部分流程，是可以通过计算机程序来指令相关的硬件完成，所述的程序可存储于一计算机可读存储介质中，该程序在执行时，可包括如上述各方法的实施例的流程。其中，所述的存储介质可以为磁盘、光盘、只读存储记忆体(ROM)或随机存储记忆体(RAM)等。
本发明实施例中的各个功能单元可以集成在一个处理模块中，也可以是各个单元单独的物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个模块中。上述集成的模块既可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件功能模块的形式实现。所述集成的模块如果以软件功能模块的形式实现，并作为独立的产品销售或使用时，也可以存储在一个计算机可读存储介质中。上述提到的存储介质可以是只读存储器、磁盘或光盘等。
以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。
Claims (10)
1.一种温度检测方法，其特征在于，所述方法包括：
在获取到温度传感器输出的第一电阻值时，基于电阻值与温度值之间的第一映射关系，计算所述第一电阻值对应的温度估计值，其中所述第一映射关系被表示为一元一次方程式；
基于所述温度传感器的电阻与温度之间的固有特性关系，计算所述温度估计值对应的第二电阻值；
基于所述第二电阻值，采用迭代算法计算目标电阻值，直到所述目标电阻值和所述第一电阻值之间的差值的绝对值小于预设阈值；
基于所述目标电阻值和所述第一映射关系，计算实际温度值。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述基于电阻值与温度值之间的第一映射关系，计算所述第一电阻值对应的温度估计值，包括：
根据表达式：
t＝kRt±C0
计算所述第一电阻值对应的温度估计值，其中，t为温度值，k为比例系数，为常数，C0为修正系数，为常数，Rt为电阻值。
3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述基于电阻值与温度值之间的第一映射关系，计算所述第一电阻值对应的温度估计值之前，所述方法还包括：
基于至少两组样本值，确定所述表达式：t＝kRt±C0中比例系数k和修正系数C0的值，其中，所述样本值中包括电阻值与真实温度值之间的对应关系。
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述基于所述温度传感器的电阻与温度之间的固有特性关系，计算所述温度估计值对应的第二电阻值，包括：
所述温度传感器为铂热电阻传感器，基于铂热电阻传感器的电阻与温度之间的固有特性关系，计算所述温度估计值对应的第二电阻值。
5.根据权利要求1-4中任一项所述的方法，其特征在于，所述基于所述第二电阻值，采用迭代算法，计算目标电阻值，包括：
基于所述第二电阻值，采用二分逼近算法，计算目标电阻值。
6.一种温度检测装置，其特征在于，包括：
第一计算模块，在获取到温度传感器输出的第一电阻值时，基于电阻值与温度值之间的第一映射关系，计算所述第一电阻值对应的温度估计值，其中所述第一映射关系被表示为一元一次方程式；
第二计算模块，基于所述温度传感器的电阻与温度之间的固有特性关系，计算所述温度估计值对应的第二电阻值；
第三计算模块，基于所述第二电阻值，采用迭代算法计算目标电阻值，直到所述目标电阻值和所述第一电阻值之间的差值的绝对值小于预设阈值；
第四计算模块，基于所述目标电阻值和所述第一映射关系，计算实际温度值。
7.根据权利要求6所述的装置，其特征在于，所述第一计算模块：
根据表达式：
t＝kRt±C0
计算所述第一电阻值对应的温度估计值，其中，t为温度值，k为比例系数，为常数，C0为修正系数，为常数，Rt为电阻值。
8.根据权利要求7所述的装置，其特征在于，所述装置还包括：
确定模块，基于至少两组样本值，确定所述表达式：t＝kRt±C0中比例系数k和修正系数C0的值，其中，所述样本值中包括电阻值与真实温度值之间的对应关系。
9.根据权利要求6所述的装置，其特征在于，所述温度传感器为铂热电阻传感器时，所述第二计算模块基于铂热电阻传感器的电阻与温度之间的固有特性关系，计算所述温度估计值对应的第二电阻值。
10.根据权利要求6-9中任一项所述的装置，其特征在于，所述第三计算模块，基于所述第二电阻值，采用二分逼近算法，计算目标电阻值。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| WW01 | Invention patent application withdrawn after publication |
Application publication date: 20180112 |
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| WW01 | Invention patent application withdrawn after publication |