CN107750328B - 用于使用所选择的温度传感器而在给定温度范围内测量温度的方法和设备 - Google Patents

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Abstract

公开一种用于提供温度控制和/或监视的装置以及一种使用所述装置的方法。在所公开的方法和装置中，控制器接收待测量的温度范围的最小温度值和最大温度值。控制器将温度传感器的已知输出信号范围与待测量的温度范围相关联。此外，控制器从温度传感器接收输出信号，并且基于温度传感器的输出信号而产生测量的温度值。

Description

用于使用所选择的温度传感器而在给定温度范围内测量温度 的方法和设备
技术领域
本公开概括地涉及使用温度传感器在期望温度范围内测量温度，并且具体地涉及用于焊接应用中的感应电源。
背景技术
用于焊接应用中的感应电源，例如，可购自米勒电器制造公司(Miller ElectricManufacturing Co.)的35(下文简称为“35”)，为焊接应用提供感应加热，包含预加热、应力释放和焊接后加热。例如，向工件提供加热可以使水分远离焊缝以减轻氢致开裂，防止热点和冷点等。为了适应不同零件和应用，35与许多配件一起使用，包括与具有滚动电感器(例如，可购自米勒电器制造公司的滚动电感器)的滚动电感器配件一起使用，以向移动零件提供均匀的热。
图1示出感应加热系统100的实例，其中感应加热系统100包括：感应电源102；滚动电感器104，其中热经由滚动电感器104而被提供到管道106；热电偶延伸电缆108；以及输入电力供应器110，其将电力供应到感应电源102等。在图1的系统布置中，热电偶延伸电缆108从一个或更多个热电偶携载输出信号，其中热电偶提供用于温度控制和监视的温度反馈。例如，35当前提供多达六个热电偶输入，其中所述热电偶输入由对滚动电感器104执行温度控制和监视的内置控制器使用。
当使用滚动电感器时，可能难以测量滚动电感器正在加热的工件的位置处的温度。因为工件或滚动电感器正在移动，所以不同于在静止零件的状况下，使用与工件接触的热电偶不会产生准确的温度读数。例如，在图1的布置中，焊接到管道上给定点的热电偶旋转360度，并随着管道被加热和冷却而测量管道温度，但仅在一个点处测量。控制来自此点的热输入可能导致使所述点之前的管道过热，并且使紧随所述点之后的管道加热不足。
发明内容
上述问题的一种可能解决方案是使用另一类型的温度传感器，例如，红外(IR)温度传感器。就这来说，IR温度传感器可以安装到滚动电感器以测量极接近滚动电感器正在加热的点处的温度。然而，存在的问题在于，广范围的IR温度传感器对发射率改变敏感。需要校准正在测量的表面的发射率系数。因为发射率系数可改变，对于相对于传感器移动的表面来说，这特别成为问题。例如，旋转的零件可具有低发射率区域和高发射率区域。对发射率改变较不敏感的IR温度传感器具有有限的温度范围，并且通常不涵盖给定加热装置(例如，35)的加热范围。
实际上，选择一个特定IR传感器可限制可使用滚动电感器的温度范围和应用。因此，需要使用期望的温度传感器，同时还涵盖给定应用的必需温度范围的方式。
本公开为温度传感器提供可调整的温标，从而给予用户选择温度传感器的能力，其中所述温度传感器具有期望的操作特性，还匹配需要特定的待测量的温度范围的应用。
在实施例中，一种提供温度控制和/或监视的装置包括：(i)控制器；以及(ii)程序逻辑，该程序逻辑保存在数据存储装置中并可由控制器执行，以使该控制器(a)接收待测量的温度范围的最小温度值和最大温度值，(b)将温度传感器的已知输出信号范围与待测量的温度范围相关联，(c)从温度传感器接收输出信号，并且(d)基于温度传感器的输出信号而产生所测量的温度值。
在实施例中，程序逻辑还使控制器使用所测量的温度值来控制或监视正被测量温度的零件的温度。
在实施例中，程序逻辑还使控制器向用户显示所测量的温度值。
在实施例中，温度传感器是红外(IR)温度传感器。
在实施例中，温度传感器经由输入接口而与装置互连。
在实施例中：(a)输出信号是电流信号，并且(b)输入接口携载经由偏置电阻器而转换为电压信号的输出信号。
在实施例中：(a)所述装置还包括一个或更多个温度传感器输入，其中所述温度传感器输入用于从第一温度传感器类型的温度传感器接收输入，(b)温度传感器是不同于第一温度传感器类型的第二温度传感器类型，并且(c)经由一个或更多个温度传感器输入而接收的温度传感器的输出信号范围不同于经由一个或更多个温度传感器输入而接收的第一温度传感器类型的温度传感器的输出信号范围，以使得所述两个输出信号范围不重叠。
在实施例中，程序逻辑使控制器将温度传感器的最小输出信号与最小温度值相关联，并且将温度传感器的最大输出信号与最大温度值相关联。
在实施例中，程序逻辑使控制器使用线性标度而将温度传感器的已知输出信号范围与待测量的温度范围相关联。
在实施例中，线性标度遵循以下关系：
Temp＝(((AD_RawInput-IAD_RawMin)*(T_MaxTemp-T_MinTemp))/((IAD_RawMax-IAD_RawMin)))+T_
其中，
T_MinTemp和T_MaxTemp分别是最小温度值和最大温度值，并且
IAD_RawMin和IAD_RawMax分别是与温度传感器的最小输出电流信号和最大输出电流信号对应的模/数(A/D)值。
在实施例中：(a)所述装置还包括A/D转换器，并且(b)所述A/D值是如下计算的：
AD_RawInput＝((I_Output*R_Bias*2^Scale*Gain))/V_ref,
其中，
I_Output是电流输出信号，
R_Bias是用于将电流输出信号转换为待输入到A/D转换器的输出电压信号的偏置电阻器的值，并且
Scale、Gain和V_ref分别是N位转换器的N值、A/D转换器的A/D增益值和参考电压值。
在实施例中，温度影响装置是至少部分地基于所表达的所测量的温度值来控制的。
在实施例中，输出信号是电压信号，其电压与所测量的温度值相关。
在实施例中，输出信号是电流信号，其电流与所测量的温度值相关。
在实施例中，输出信号是数字信号，其脉宽或数值与所测量的温度值相关。
在实施例中，一种与提供温度控制和/或监视的装置一起使用的方法包括：(i)经由控制器而接收待测量的温度范围的最小温度值和最大温度值，(ii)经由控制器而将温度传感器的已知输出信号范围与待测量的温度范围相关联，(iii)经由控制器而从温度传感器接收输出信号，以及(iv)经由控制器基于温度传感器的输出信号而产生所测量的温度值。在一个实例中，温度传感器是IR温度传感器，并且所测量的温度值被表达为电信号。
在实施例中，所测量的温度值由控制器使用以控制或监视正被测量温度的零件的温度。
在实施例中，呈温度读数的形式的所测量的温度值由控制器提供以向用户显示。
实施例的额外特征和优点将阐述在下文的描述中，并且部分地从所述描述清楚可见。
附图说明
可参照附图来更好地理解本公开。附图中的部件未必按照比例绘制，而是着重于说明本公开的原理。在附图中，附图标记表示遍及不同视图的对应部件。
图1图示加热系统，其中所述加热系统包含感应电源和滚动电感器系统；
图2是其中可执行说明性实施例的系统的简化框图；
图3是示出可使用图2的系统执行的示范性功能组的流程图；
图4图示IR温度传感器与加热电源的互连的一个实例布置；
图5A和图5B示出在加热电源的用户设置配置期间的屏幕视图的实例；
图6图示根据说明性实施例的一个实例处理系统。
图7图示IR温度传感器安装到滚动电感器的布置。
具体实施方式
本文中，参照附图所图示的实施例来详细描述本公开，其中附图形成本公开的一部分。可使用其它实施例，和/或可进行其它改变，而不偏离本公开的精神或范围。具体实施方式中所述的说明性实施例不意在限制本文所呈现的主题。
现将参考附图所图示的示范性实施例，并且将在本文中使用专业用语来描述示范性实施例。然而，应理解，不旨在限制本发明的范围。本文所说明的发明特征的更改和其它修改，以及如本文所说明的本发明的原理的额外应用是拥有本公开的相关领域的技术人员可以想到的，应被视为处于本公开的范围内。
图2描绘其中可执行本发明的说明性实施例的系统100的简化框图。如图2所示，系统200包括与温度传感器204耦接的加热电源202。如图2所示，加热电源202包含控制器206。虽然未图示，但温度传感器204和控制器206可以经由位于控制器206外或位于控制器206内的适当输入接口而互连。在说明性实施例中，加热电源202优选是感应电源，例如，35。另一方面，温度传感器204优选是IR温度传感器。适当的IR温度传感器的一个实例是具有窄温度范围但具有良好发射率敏感度(即，较不受发射率差异影响)、优选具有可编程的敏感度的IR传感器。此种IR传感器优选输出4mA到20mA的范围中的电流信号，并且敏感度可以被编程为将读数误差限制在±25℉内。此种传感器可以具有2微米光学滤波范围。然而，在替代实施例中，可以改为使用另一加热电源和/或温度传感器。
一般来说，根据说明性实施例，控制器206被配置成将温度传感器204的输出信号的范围(或简称为“输出信号范围”)与期望的待测量的温度范围(例如，用户所选择的温度范围)相关。就这来说，控制器206接着能够基于由加热电源202接收的温度传感器204的输出信号而确定在此温度范围内的当前温度。
图3是概述可例如根据图2的布置来执行的实例功能组的流程图。在步骤302中，控制器206接收待测量的温度范围的最小温度值和最大温度值。在步骤302中，控制器206将温度传感器的已知输出信号范围与温度范围相关联。在步骤304中，控制器206从温度传感器接收输出信号。在步骤306中，控制器基于温度传感器的输出信号而产生所测量的温度值。
所测量的温度值可以按照许多不同方式来表达，但通常是某一类型的电信号。一个实例是电压信号，其电压根据所测量的温度值而变化并与所测量的温度值相关。另一实例是电流信号，其电流根据所测量的温度值而变化并与所测量的温度值相关。又一实例是数字信号，其脉宽(如果是仅单个脉冲)、脉冲计数(如果是多个脉冲)或数值(如果使用系统例如ASCII或基于幂的系统(power based system))根据所测量的温度值而变化并与所测量的温度值相关。
电信号转而可以用于控制温度影响装置例如电源202，其电力输出可以受到控制以影响向所测量的点施加的热。
根据说明性实施例，控制器206执行程序逻辑以执行本文所述的各种功能，例如，图2中的功能。程序逻辑可以定义算法，该算法被配置成将温度传感器204的输出信号范围与预定温度范围相关。在说明性实施例中，所述算法被配置成使得温度传感器204的最小输出信号值对应于预定温度范围的最小温度值，并且温度传感器204的最大输出信号值对应于预定温度范围的最小温度值。就这来说，所述算法创建线性标度，其中线性标度提供温度传感器204的输出信号范围内的输出信号与预定温度范围内的温度之间的线性关系。以此方式，预定温度范围内的温度值可以由控制器206基于温度传感器204的输出信号而产生。
在说明性实施例中，温度传感器204输出电流信号。在一个实例中，输出电流信号处于4mA到20mA的优选范围中。此外，所述算法被配置成根据下式将温度传感器204的输出信号范围与预定温度范围相关联：
Temp＝(((AD_RawInput-IAD_RawMin)*(T_MaxTemp-T_MinTemp))/((IAD_RawMax-IAD_RawMin)))+T_MinTemp 方程式(1)
其中，
T_MinTemp和T_MaxTemp分别是最小温度输入和最大温度输入，并且
IAD_RawMin和IAD_RawMax分别是与温度传感器的最小输出电流信号和最大输出电流信号对应的模/数(A/D)值。
A/D值与加热电源202的A/D转换器相关联，并且是根据下式来计算的：
AD_RawInput＝((I_Output*R_Bias*2^Scale*Gain))/V_ref 方程式(2)
其中，
I_Output是电流输出信号，
R_Bias是用于将电流输出信号转换为待输入到A/D转换器的输出电压信号的偏置电阻器的值，并且
Scale、Gain和V_ref分别是N位转换器的N值、A/D转换器的A/D增益值和参考电压值。
如从上述方程式(1)可见，传感器输出信号范围与由最小温度输入和最大温度输入所定义的温度范围相关，以使得温度传感器204的输出电流信号的最小值对应于最小温度输入。另一方面，温度传感器204的输出电流信号的最大值对应于最大温度输入。对应于传感器的输出电流信号的所测量的温度值是使用基于最小温度输入和最大温度输入而设置的线性标度来产生的。
所测量的温度值可以随后由控制器202以数字信号或模拟信号的形式使用，以执行其它功能例如温度控制和/或监视。在一个实例中，控制器202可以将指示所测量的温度值的信号作为反馈用于控制对被施加热(例如，经由滚动电感器)的零件的加热和冷却。
对加热或冷却的控制可以通过控制将信号施加到滚动电感器或另一热源来实现。在另一实例中，控制器202可以使用此种信号以监视给定点处(例如，在工件上)的温度以确保所测量的温度处于期望水平。在又一实例中，控制器202可以发送指示所测量的温度值的信号以在加热电源202的显示器上作为温度读数向用户显示。其它实例可也是可能的。
在本实例中，温度传感器输出呈电流信号的形式，例如，处于4mA到20mA的范围中。在此状况下，输出电流信号经由偏置电阻器(或方程式(2)中的“R_Bias”)而转换为电压信号，以输入到与加热电源202相关联的A/D转换器。偏置电阻器设定待输入到加热电源202的A/D转换器的电压范围。A/D值转而用于从加热电源202的当前温度传感器输入计算当前温度值。
为了进行说明，在35以及具有4mA到20mA的输出范围的IR温度传感器的状况下，偏置电阻器优选是20欧姆电阻器，其设定待输入到35的A/D转换器的80mV到400mV的电压范围。对于此输入电压范围来说，在上述方程式(2)中，ProHeat A/D转换器的增益G值、电压参考V_Ref值和Scale参数值分别是4、18和2.048V DC。A/D输入值转而用于方程式(1)中以从加热电源202的当前温度传感器输入计算当前温度值。
然而，应注意，上述实例仅是出于说明的目的而提供，并且本领域的技术人员可了解，可以相应地使用和/或修改上述方程式以适应具有其它输出信号范围的温度传感器以及具有与上文所述的操作特性不同的操作特性的加热电源。
还应注意，除非另有具体注明，否则如本文所使用，关于传感器的术语“输出信号”不仅表示直接从传感器输出的信号，还表示信号的经过转换的版本。两者直接与所感测的温度相关并因此指示温度。
图4图示一个示范性布置400，其示出IR温度传感器402与加热电源404的互连。更具体来说，如图4所示，IR温度传感器402经由输入接口406而互连到加热电源404。如图3所示，在此实例布置中，加热电源404是35。输入接口406可以处于加热电源404内部或外部。
在图4的布置中，来自IR温度传感器402的模拟输出信号被供应到输入接口406上的IR传感器输入“RC1-D”和“RC1-E”。例如，IR传感器提供模拟输出线，其中，经由所述模拟输出线，传感器可以连接到具有24V DC电力供应的控制器。因此，如图3所示，加热电源404上的24VDC和COM(也称为“公用”)输出可以被连接成对输入接口406上的IR传感器输入(例如，“RC1-A”和“RC1-B”输入)供电，以用24V DC来对IR传感器加电。另一方面，通过使用偏置电阻器408(例如，20欧姆电阻器)将传感器输出信号转换为电压信号。将来自输入接口406上的IR传感器输出的电压信号与IR传感器402的接地引线一起转而馈送到加热电源404上的相应热电偶输入(例如，“TC1”输入表示正极端子、负极端子和接地端子)中。
在一个实施例中，输入接口404可以呈板或金属片的形式，携载将IR输入和IR输出互连的线连接器。然而，输入接口也可以采取其它形式(例如，接线盒)。此外，虽然图4示出处于加热电源404外部的输入接口，但可以将此种输入接口与加热电源404(例如，35)集成。此外，如图4所示，偏置电阻器408可以安装在输入接口406处的IR温度传感器电缆的端部处。
此外，虽然上文论述了硬接线连接布置，但传感器和控制器可以通过无线通信来连接。这些通信可以为任何适当类型，例如，略举几例，专有无线电通信协议、协议中的任一个或IEEE无线协议中的任一个。输出信号可以呈模拟或数字格式。关键是输出信号具有已知范围，并且控制器实施标度以将此范围转换为控制器可用的新范围。
下文现将描述可使用布置400执行的一个实例应用。
通过布置400，在一个实施例中，加热电源404可以配置有设置选项，其中所述设置选项允许用户在加热电源404的热电偶通道上实现IR温度感测。因此，当IR传感器402连接到加热电源404时，热电偶通道的A/D增益可以自动从热电偶范围(例如，K型热电偶范围)改变为IR输入范围，例如，对于具有4mA到20mA的输出的IR传感器402和20Ω的偏置电阻器408来说，改变为80mV到400mV的输入范围。此外，设置选项可以允许用户输入最小温度设定和最大温度设定。
图5A示出加热电源404的显示器上的系统设置屏幕的实例。为了查看此屏幕，用户可以同时按下“Parameters”和“Program”按钮。通过第二次同时按下“Parameters”和“Program”按钮，图5B所示的实例屏幕将显现在加热电源404的显示器上。用户可以接着使用“Cursor”和“Increase/Decrease”按钮来设定期望输入参数。例如，用户可以调整“IRInput Max”和/或“IR Input Min”温度设定以改变所选择的待测量的温度范围。
当图5B所示的“TC1,2Type…:”参数被设定为IR4-20时，加热电源404将寻找与4mA到20mA的电流跨20欧姆电阻器两端的压降相等的IR信号电压。在优选实施例中，所得输入信号电压高于K型热电偶电压，以使得在与热电偶温度传感器和IR温度传感器相关联的输入信号范围之间不存在重叠。
实际上，通过将加热电源404的IR输入信号范围(例如，输入电压范围)设定为不同于与可连接到加热电源404的另一类型的温度感测装置相关联的输入信号范围，可以消除用户连接错误装置并看到不准确的信号读数的潜在问题。
在本实例中，“IR Input Min”和“IR Input Max”温度设定建立了与4mA到20mA的输出信号相关的IR传感器的最小温度读数和最大温度读数。因此，4mA输出信号对应于212℉的温度读数，而20mA输出信号对应于750℉的温度读数。
此外，优选地，在加热电源404上设定的最小目标温度和最大目标温度分别是比IR温度传感器402额定最小温度高5℃以及比IR温度传感器402额定最大温度低5℃。这确保某一裕度，其中加热电源404可以在所述裕度内工作以控制IR传感器402的指定温度范围的顶部和底部处的加热。
应注意，虽然图2到图5B描述本公开的一个说明性实施例，但变化是可能的。
例如，加热电源可以被配置成基于连接到加热电源的特定类型的温度传感器而自动设定温度范围。传感器类型可以由用户设定。例如，加热电源可以配置有用户传感器选择菜单，从而允许用户从不同传感器选项选择特定温度传感器。
或者，使用当前技术，可以使用RFID标签或机器可读代码例如条形码对传感器附加标识标签。加热电源将具有适合用于标识标签的读取器(例如，RFID读取器或条形码读取器)以读取传感器类型信息，并且接着选择将与该传感器一起使用的协议。
或者，传感器类型可以由加热电源确定。
就这来说，加热电源可以通过使用温度传感器的数字或模拟输出而确定传感器类型。在一个实施例中，通过编程将加热电源配置成识别K型热电偶还是IR传感器在物理上连接到加热电源。在实施例中，控制器检测输入电压并接着执行与所检测的输入装置相关联的协议。也就是说，如果输入电压低于预定电压，那么控制器确定输入装置是K型热电偶，否则输入装置被确定为IR传感器。或者，如果输入电压高于预定阈值，那么控制器确定输入装置是IR传感器，否则输入装置被确定为K型热电偶。或者，如果输入电压高于预定阈值，那么控制器确定输入装置是IR传感器，但如果输入电压低于另一预定阈值，那么控制器确定输入装置是K型热电偶，否则输入装置未被识别，并且指示出错误。作为又一替代方案，控制器可以被编程为寻找处于预定范围内的输入电压或电流，以使得如果输入电压落入第一预定范围内，那么控制器将输入装置识别为K型热电偶，如果输入电压落入第二预定范围内，那么控制器将输入装置识别为IR传感器，但如果输入电压落入任何预定范围之外，那么输入装置未被识别，并且控制器酌情通知操作员。
虽然上文已描述具有呈电流信号形式的输出的IR温度传感器，但可以改为使用具有不同类型的信号输出(例如，电压信号)的IR温度传感器。类似地，可以改为使用具有与4mA到20mA范围不同的输出信号范围的IR温度传感器(例如，0到20mA、0到10V等)。本领域的技术人员可了解，可以相应地建立/修改如上所述的控制算法以适应不同类型的信号和/或输出信号范围。
虽然上文已描述利用仅一个温度传感器的布置，但可以针对不同数量的温度传感器和/或温度感测输入而修改本公开的控制原理。然而，加热电源(例如，35)也可以被配置成使用仅一个温度传感器类型和所设定的温度范围。
在其它实施例中，IR传感器可以被替换为另一温度感测技术，例如，热电偶(例如，K型热电偶)、热敏电阻或辐射热测量计型装置。例如，可以修改本公开的控制原理以将IR温度传感器输出转换为K型热电偶输出。
根据说明性实施例，本文所述的各种功能可以由处理系统500执行，其中处理系统500的实例示出在图6中。处理系统500包含经由总线506联接在一起的至少一个处理器502和存储器504。处理系统80可以例如并入在控制器206中，或其部件可以分布在控制器206以及加热电源202的其它部件各处。例如，存储器504可以处于控制器206外部。各种实例是可能的。
在一个实施例中，处理器502可以是被配置成执行计算机可读程序代码的专用处理器或通用处理器。存储器504可以是一种或多种现在已知或未来开发的易失性或非易失性的非暂时性计算机可读介质。存储器504可以保存程序逻辑，其中程序逻辑包括可由处理器502执行以执行本文所述的各种功能的程序指令508(例如，机器语言指令)。就这来说，如上所述，存储器504中所保存的程序逻辑将优选地定义算法，该算法被配置成将温度传感器204的输出信号范围与预定温度范围相关。
此外，存储器504也可以存储任何其它数据，例如，处理器502在执行程序指令508时所用的数据。然而，任何额外数据也可以保存在与存储器504分开的其它数据存储位置中。
此外，虽然图6中未示出，但处理系统500可以包含许多接口，例如，用户接口(例如，用户编程接口)、通信接口(例如，用于将与温度输出信号相关的数据传达到存储器504/从存储器504传达所述数据的接口)等。并且，也可以包含其它元件(例如，模块、输入线路、总线等)。
有利地，得益于本公开，用户可以使用加热电源或通过一系列不同温度传感器来提供温度控制和/或监视的任何其它装置，以在给定应用所需的温度范围内测量温度，即使期望的温度传感器具有有限的温度范围也是如此。此外，在感应电源例如35的情形中，本公开提供使用移动零件(例如，滚动电感器和管道和/或平坦表面)来测量加热系统的温度的方式。
为了进行说明，图7示出布置600，其中IR温度传感器602安装到滚动电感器604。如上所述，IR传感器通常不涵盖给定加热装置(例如，35)的加热范围。然而，通过本文所述的方法，可以使用IR温度传感器602来基本上精确地测量滚动电感器604正在加热的区域(例如，工件例如管道606上的特定区域)的温度。
虽然已公开各方面和实施例，但其它方面和实施例被视为可能的。所公开的各方面和实施例是出于说明的目的，并不旨在是限制性的，其中真实范围和精神由随附权利要求书指示。
前述方法描述和过程流程图仅是作为说明性实例来提供，并不旨在要求或暗示必须以所呈现的次序来执行各种实施例的步骤。如本领域的技术人员所了解，可以按任何次序执行前述实施例中的步骤。例如“接着”、“然后”等用词不旨在限制步骤的次序；这些用词仅用于引导读者阅读对所述方法的整个描述。虽然过程流程图可以将操作描述为依序过程，但许多所述操作可以并行地或同时地执行。此外，操作的次序可以被重新排列。过程可以对应于方法、函数、进程、子例程、子程序等。当过程对应于函数时，其终止可以对应于函数返回到调用函数或主函数。
此外，虽然已主要就用于焊接用途的感应加热器描述本发明，但本发明具有较广泛的适用性，包括但不限于焊接电力供应器、切割电力供应器和液冷加热电缆。此外，传感器可以是手持式或固定的。
本文中就所公开的实施例而描述的各种说明性逻辑块、模块、电路和算法步骤可以被实施为电子硬件、计算机软件或两者的组合。为了清楚地说明硬件和软件的此可互换性，上文已概括地在功能性方面描述各种说明性组件、块、模块、电路和步骤。此种功能性被实施为硬件还是软件取决于强加在整个系统上的特定的应用和设计约束。本领域的一般技术人员可以针对每一特定应用以不同的方式来实施所描述的功能性，但这些实施决策不应解释为导致偏离本发明的范围。
实施在计算机软件中的实施例可以在软件、固件、中间件、微码、硬件描述语言或其任何组合中实施。代码段或机器可执行指令可以代表进程、函数、子程序、程序、例程、子例程、模块、软件包、类，或指令、数据结构或程序语句的任何组合。代码段可以通过传递和/或接收信息、数据、变元、参数或存储器内容而耦接到另一代码段或硬件电路。信息、变元、参数、数据等可以经由包括存储器共享、消息传递、令牌传递、网络传输等任何适当手段来传递、转发、或传输。
用于实施这些系统和方法的实际软件代码或专用控制硬件不限制本发明。因此，没有参照具体软件代码来描述系统和方法的操作和行为，应理解，可以将软件和控制硬件设计为基于本文中的描述来实施所述系统和方法。
当在软件中实施时，功能可以作为一个或更多个指令或代码存储在非暂时性计算机可读存储介质或处理器可读存储介质上。本文所公开的方法或算法的步骤可以体现在处理器可执行软件模块中，其中处理器可执行软件模块可以驻留在计算机可读存储介质或处理器可读存储介质上。非暂时性计算机可读介质或处理器可读介质包含计算机存储介质与促进计算机程序从一处传送到另一处的有形存储介质两者。非暂时性处理器可读存储介质可以是可由计算机存取的任何可用介质。举例来说，而并非限制，这些非暂时性处理器可读介质可以包括RAM、MRAM、ROM、EEPROM、CD-ROM或其它光盘存储器、磁盘存储器或其它磁性存储装置，或可用以存储呈指令或数据结构的形式的期望程序代码且可由计算机或处理器存取的任何其它有形存储介质。如本文中所使用的磁盘和光盘包括压缩光盘(CD)、激光光盘、光学光盘、数字多功能光盘(DVD)、软盘和蓝光光盘，其中磁盘通常磁性地再现数据，而光盘用激光光学地再现数据。上述各项的组合也应包含在计算机可读介质的范围内。此外，方法或算法的操作可以作为代码和/或指令的一个或任何组合或集合而存储在非暂时性处理器可读介质和/或计算机可读介质上，其可以并入到计算机程序产品中。
提供对所公开的实施例的前文描述以使本领域的任何技术人员能够制作或使用本发明。对这些实施例的各种修改对于本领域的技术人员来说是容易清楚的，并且本文所定义的通用原理可以应用到其它实施例而不偏离本发明的精神或范围。因此，本发明不旨在受限于本文所示出的实施例，而应被给予与随附权利要求书和本文所公开的原理和新颖特征一致的最广范围。

Claims (45)

1.一种用于测量温度的方法，所述方法包括：
向加热电源提供实现温度控制或温度监视的控制器；
经由所述控制器接收待测量的第一温度范围的第一最小温度值和第一最大温度值；
经由所述控制器接收待测量的第二温度范围的第二最小温度值和第二最大温度值；
经由所述控制器将第一温度传感器类型的第一温度传感器的已知的第一输出信号范围与所述待测量的第一温度范围相关联；
经由所述控制器将不同于所述第一温度传感器类型的第二温度传感器类型的第二温度传感器的已知的第二输出信号范围与所述待测量的第二温度范围相关联，其中所述第一温度传感器的所述第一输出信号范围不同于所述第二温度传感器的所述第二输出信号范围，以使得所述第一输出信号范围和所述第二输出信号范围不重叠；
经由所述控制器从所述第一温度传感器或所述第二温度传感器接收输出信号；
经由所述控制器确定所述输出信号是在所述第一输出信号范围内还是在所述第二输出信号范围内；
经由所述控制器基于所述第一温度传感器或所述第二温度传感器的所述输出信号而产生测量的温度值；以及
经由所述控制器响应于所述测量的温度值调节所述加热电源的输出。
2.根据权利要求1所述的方法，还包括经由所述控制器使用所述测量的温度值来控制或监视关于正被测量温度的零件的温度。
3.根据权利要求1所述的方法，还包括经由所述控制器提供呈温度读数的形式的所述测量的温度值以向用户显示。
4.根据权利要求1所述的方法，其中所述输出信号是电流信号。
5.根据权利要求4所述的方法，其中所述已知的第一输出信号范围是4mA到20mA。
6.根据权利要求4所述的方法，其中所述电流信号经由偏置电阻器转换为电压信号。
7.根据权利要求1所述的方法，其中所述输出信号是电压信号。
8.根据权利要求1所述的方法，其中所述第一温度传感器类型是红外(IR)温度传感器，并且所述第二温度传感器类型是热电偶。
9.根据权利要求1所述的方法，其中经由所述控制器将所述第一温度传感器的所述已知的第一输出信号范围与所述待测量的第一温度范围相关联包含：使用线性标度。
10.根据权利要求9所述的方法，其中所述线性标度遵循以下关系：
Temp＝(((AD_RawInput-IAD_RawMin)*(T_MaxTemp-T_MinTemp))/((IAD_RawMax-IAD_RawMin)))+T_MinTemp,
其中，
T_MinTemp和T_MaxTemp分别是所述第一最小温度值和所述第一最大温度值，并且
IAD_RawMin和IAD_RawMax分别是与所述第一温度传感器的最小输出电流信号和最大输出电流信号对应的模/数(A/D)值，其中所述模/数值是如下计算的：
AD_RawInput＝((I_Output*R_Bias*2^Scale*Gain))/V_ref,
其中，
I_Output是电流输出信号，
R_Bias是用于将所述电流输出信号转换为待输入到A/D转换器的输出电压信号的偏置电阻器的值，并且
Scale、Gain和V_ref分别是N位转换器的N值、所述A/D转换器的A/D增益值和参考电压值。
11.根据权利要求1所述的方法，其中所述加热电源是感应电源。
12.根据权利要求1所述的方法，其中所述第一最小温度值和所述第一最大温度值以及所述第二最小温度值和所述第二最大温度值是由用户进行选择的。
13.一种用于测量温度的装置，包括：
一个或多个温度传感器输入，所述一个或多个温度传感器输入用于接收来自第一温度传感器类型的第一温度传感器和不同于所述第一温度传感器类型的第二温度传感器类型的第二温度传感器的输入，
其中所述第一温度传感器的已知的第一输出信号范围不同于所述第二温度传感器的已知的第二输出信号范围，以使得所述第一输出信号范围和所述第二输出信号范围不重叠
控制器；
程序逻辑，所述程序逻辑保存在数据存储装置中并可由所述控制器执行，以使所述控制器：
接收待测量的第一温度范围的第一最小温度值和第一最大温度值，
将所述第一温度传感器的所述已知的第一输出信号范围与所述待测量的第一温度范围相关联，
接收待测量的第二温度范围的第二最小温度值和第二最大温度值，
将所述第二温度传感器的所述已知的第二输出信号范围与所述待测量的第二温度范围相关联，
从所述第一温度传感器或所述第二温度传感器接收输出信号，
确定所述输出信号是在所述第一输出信号范围内还是在所述第二输出信号范围内；并且
基于所述第一温度传感器或所述第二温度传感器的所述输出信号而产生测量的温度值；以及
加热电源，所述加热电源被配置成响应于所述测量的温度值调节热量输出。
14.根据权利要求13所述的装置，其中所述程序逻辑还使所述控制器使用所述测量的温度值来控制或监视关于正被测量温度的零件的温度。
15.根据权利要求13所述的装置，其中所述程序逻辑还使所述控制器向用户显示所述测量的温度值。
16.根据权利要求13所述的装置，其中所述第一温度传感器类型是红外(IR)温度传感器，并且所述第二温度传感器类型是热电偶。
17.根据权利要求13所述的装置，其中所述第一温度传感器和所述第二温度传感器经由输入接口与所述装置互连。
18.根据权利要求17所述的装置，其中：
所述输出信号是电流信号，并且
所述输入接口携载经由偏置电阻器转换为电压信号的所述输出信号。
19.根据权利要求13所述的装置，其中所述程序逻辑使所述控制器使用线性标度而将所述第一温度传感器的所述已知的第一输出信号范围与所述待测量的第一温度范围相关联。
20.根据权利要求19所述的装置，其中所述线性标度遵循以下关系：
Temp＝(((AD_RawInput-IAD_RawMin)*(T_MaxTemp-T_MinTemp))/((IAD_RawMax-IAD_RawMin)))+T_MinTemp,
其中，
T_MinTemp和T_MaxTemp分别是所述第一最小温度值和所述第一最大温度值，并且
IAD_RawMin和IAD_RawMax分别是与所述第一温度传感器的最小输出电流信号和最大输出电流信号对应的模/数(A/D)值，其中：
所述装置还包括A/D转换器，并且
所述模/数值是如下计算的：
AD_RawInput＝((I_Output*R_Bias*2^Scale*Gain))/V_ref
其中，
I_Output是电流输出信号，
R_Bias是用于将所述电流输出信号转换为待输入到所述A/D转换器的输出电压信号的偏置电阻器的值，并且
Scale、Gain和V_ref分别是N位转换器的N值、所述A/D转换器的A/D增益值和参考电压值。
21.根据权利要求13所述的装置，其中所述装置被配置为根据所述第一温度传感器或所述第二温度传感器的数字或模拟输出中的一者来确定传感器类型。
22.根据权利要求21所述的装置，其中所述第一温度传感器类型位于工件上的第一位置，并且所述第二温度传感器类型位于所述工件上的第二位置。
23.一种用于测量温度的方法，所述方法包括：
向装置提供实现温度控制或温度监视的控制器；
经由所述控制器接收待测量的温度范围的最小温度值和最大温度值；
经由所述控制器使用线性标度而将第一温度传感器类型的第一温度传感器的已知的第一输出信号范围与所述待测量的温度范围相关联；
经由所述控制器使用线性标度而将不同于所述第一温度传感器类型的第二温度传感器类型的第二温度传感器的已知的第二输出信号范围与所述待测量的温度范围相关联，其中所述第一温度传感器的所述第一输出信号范围与所述第二温度传感器的所述第二输出信号范围不同，从而使得所述第一输出信号范围与所述第二输出信号范围不重叠；
经由所述控制器从所述第一温度传感器或所述第二温度传感器接收输出信号；
经由所述控制器确定所述输出信号是在所述第一输出信号范围内还是在所述第二输出信号范围内；
经由所述控制器基于所述第一温度传感器或所述第二温度传感器的所述输出信号而产生测量的温度值；
其中所述线性标度遵循以下关系：
Temp＝(((AD_RawInput-IAD_RawMin)*(T_MaxTemp-T_MinTemp))/((IAD_RawMax-IAD_RawMin)))+T_MinTemp,
其中，
T_MinTemp和T_MaxTemp分别是所述最小温度值和所述最大温度值，并且
IAD_RawMin和IAD_RawMax分别是与所述第一温度传感器或所述第二温度传感器的最小输出电流信号和最大输出电流信号对应的模/数(A/D)值；
AD_RawInput＝((I_Output*R_Bias*2^Scale*Gain))/V_ref,
其中，
I_Output是电流输出信号，
R_Bias是用于将所述电流输出信号转换为待输入到A/D转换器的输出电压信号的偏置电阻器的值，并且
Scale、Gain和V_ref分别是N位转换器的N值、所述A/D转换器的A/D增益值和参考电压值，以及
经由所述控制器响应于测量的温度值调节加热电源的输出。
24.一种用于测量温度的方法，所述方法包括：
向装置提供实现温度控制或温度监视的控制器；
经由所述控制器而接收待测量的温度范围的最小温度值和最大温度值；
经由所述控制器而将第一温度传感器类型的第一温度传感器的已知的第一输出信号范围以及不同于所述第一温度传感器类型的第二温度传感器类型的第二温度传感器的已知的第二输出信号范围与所述待测量的温度范围相关联，其中所述第一输出信号范围不同于所述第二输出信号范围，以使得所述第一输出信号范围和所述第二输出信号范围不重叠；
经由所述控制器而从所述第一温度传感器或所述第二温度传感器接收输出信号；以及
经由所述控制器基于所述第一温度传感器或所述第二温度传感器的所述输出信号而产生测量的温度值。
25.根据权利要求24所述的方法，还包括经由所述控制器而使用所述测量的温度值来控制或监视正被测量温度的零件的温度。
26.根据权利要求24所述的方法，还包括经由所述控制器而提供呈温度读数的形式的所述测量的温度值以向用户显示。
27.根据权利要求24所述的方法，其中所述输出信号是电流信号。
28.根据权利要求27所述的方法，其中所述已知的第一输出信号范围是4mA到20mA。
29.根据权利要求28所述的方法，其中所述电流信号经由偏置电阻器而转换为电压信号。
30.根据权利要求24所述的方法，其中所述输出信号是电压信号。
31.根据权利要求24所述的方法，其中所述第一温度传感器类型是红外(IR)温度传感器，而所述第二温度传感器类型是热电偶。
32.根据权利要求24所述的方法，其中经由所述控制器而将所述第一温度传感器的所述已知的第一输出信号范围与所述待测量的温度范围相关联包含：将所述第一温度传感器的最小输出信号与所述最小温度值相关联，并将所述第一温度传感器的最大输出信号与所述最大温度值相关联，并且经由所述控制器而将所述第二温度传感器的所述已知的第二输出信号范围与所述待测量的温度范围相关联包含：将所述第二温度传感器的最小输出信号与所述最小温度值相关联，并将所述第二温度传感器的最大输出信号与所述最大温度值相关联。
33.根据权利要求24所述的方法，其中经由所述控制器而将所述第一温度传感器的所述已知的第一输出信号范围以及所述第二温度传感器的所述已知的第二输出信号范围与所述待测量的温度范围相关联包含：使用线性标度。
34.根据权利要求33所述的方法，其中所述线性标度遵循以下关系：
Temp＝(((AD_RawInput-IAD_RawMin)*(T_MaxTemp-T_MinTemp))/((IAD_RawMax-IAD_RawMin)))+T_MinTemp,
其中，
T_MinTemp和T_MaxTemp分别是所述最小温度值和所述最大温度值，并且
IAD_RawMin和IAD_RawMax分别是与所述第一温度传感器或所述第二温度传感器的最小输出电流信号和最大输出电流信号对应的模/数(A/D)值，其中所述模/数值是如下计算的：
AD_RawInput＝((I_Output*R_Bias*2^Scale*Gain))/V_ref,
其中，
I_Output是电流输出信号，
R_Bias是用于将所述电流输出信号转换为待输入到A/D转换器的输出电压信号的偏置电阻器的值，并且
Scale、Gain和V_ref分别是N位转换器的N值、所述A/D转换器的A/D增益值和参考电压值。
35.根据权利要求24所述的方法，其中所述装置是感应电源。
36.根据权利要求24所述的方法，其中所述最小温度值和所述最大温度值是由用户选择。
37.一种用于测量温度的装置，包括：
一个或更多个温度传感器输入，所述一个或更多个温度传感器输入用于从第一温度传感器类型的第一温度传感器和不同于所述第一温度传感器类型的第二温度传感器类型的第二温度传感器接收输入，
其中所述第一温度传感器的已知的第一输出信号范围不同于所述第二温度传感器的已知的第二输出信号范围，以使得所述第一输出信号范围和所述第二输出信号范围不重叠，并且
控制器；以及
程序逻辑，所述程序逻辑保存在数据存储装置中并可由所述控制器执行，以使所述控制器：
接收待测量的温度范围的最小温度值和最大温度值，
将所述第一温度传感器的所述已知的第一输出信号范围以及所述第二温度传感器的所述已知的第二输出信号范围与所述待测量的温度范围相关联，
从所述第一温度传感器或所述第二温度传感器接收输出信号，并且
基于所述第一温度传感器或所述第二温度传感器的所述输出信号而产生测量的温度值。
38.根据权利要求37所述的装置，其中所述程序逻辑还使所述控制器使用所述测量的温度值来控制或监视正被测量温度的零件的温度。
39.根据权利要求37所述的装置，其中所述程序逻辑还使所述控制器向用户显示所述测量的温度值。
40.根据权利要求37所述的装置，其中所述第一温度传感器类型是红外(IR)温度传感器并且所述第二温度传感器类型是热电偶。
41.根据权利要求37所述的装置，其中所述第一温度传感器和所述第二温度传感器经由输入接口而与所述装置互连。
42.根据权利要求41所述的装置，其中：
所述输出信号是电流信号，并且
所述输入接口携载经由偏置电阻器而转换为电压信号的所述输出信号。
43.根据权利要求37所述的装置，其中所述程序逻辑使所述控制器将所述第一温度传感器的最小输出信号与所述最小温度值相关联，并且将所述第一温度传感器的最大输出信号与所述最大温度值相关联，并且所述程序逻辑使所述控制器将所述第二温度传感器的最小输出信号与所述最小温度值相关联，并且将所述第二温度传感器的最大输出信号与所述最大温度值相关联。
44.根据权利要求37所述的装置，其中所述程序逻辑使所述控制器使用线性标度而将所述第一温度传感器的所述已知的第一输出信号范围以及所述第二温度传感器的所述已知的第二输出信号范围与所述待测量的温度范围相关联。
45.根据权利要求44所述的装置，其中所述线性标度遵循以下关系：
Temp＝(((AD_RawInput-IAD_RawMin)*(T_MaxTemp-T_MinTemp))/((IAD_RawMax-IAD_RawMin)))+T_MinTemp,
其中，
T_MinTemp和T_MaxTemp分别是所述最小温度值和所述最大温度值，并且
IAD_RawMin和IAD_RawMax分别是与所述第一温度传感器或所述第二温度传感器的最小输出电流信号和最大输出电流信号对应的模/数(A/D)值，其中：
所述装置还包括A/D转换器，并且
所述模/数值是如下计算的：
AD_RawInput＝((I_Output*R_Bias*2^Scale*Gain))/V_ref
其中，
I_Output是电流输出信号，
R_Bias是用于将所述电流输出信号转换为待输入到所述A/D转换器的输出电压信号的偏置电阻器的值，并且
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