CN109001537B - 一种确定厚膜加热元件电阻值的装置 - Google Patents

Abstract

本发明实施例公开了一种检测厚膜加热元件电阻值的装置，包括交流电源和厚膜加热元件，设置于交流电源和厚膜加热元件之间的开关元件，以及与厚膜加热元件连接的电阻测量单元；电阻测量单元包括恒压源、比较电阻、AD转换器以及分别与开关元件和AD转换器连接的处理器；恒压源与比较电阻以及厚膜加热元件串行连接，用于当开关元件处于切断状态时，向比较电阻和厚膜加热元件供电；AD转换器与比较电阻并行连接，用于将获取的比较电阻的工作参数转化成数字信号传输至处理器，以便于处理器依据数字信号，确定出厚膜加热元件当前的电阻值，解决了传统方式中无法获取交流工况下厚膜加热元件电阻值的问题。

Description

一种确定厚膜加热元件电阻值的装置

技术领域

本发明涉及厚膜加热技术领域，特别是涉及一种确定厚膜加热元件电阻值的装置。

背景技术

电热元件作为国民经济发展的重要分支，扮演着重要的角色。尤其是近几年，随着经济的持续快速发展和人民生活水平的提高，家用电器以及石油、化工、冶金、汽车、国防工业等对电热产品的需求迅速增加。厚膜加热元件作为一种电热元件，以其功率密度高、热容量小的优点，被广泛应用。

厚膜加热元件具有电阻值随温度变化的特性(Temperature Coefficient ofResistance，TCR)，当温度改变1度时，电阻值会发生相应的变化。通过计算厚膜加热元件的电阻值，依据TCR特征，可以确定出厚膜加热元件的温度值。

传统方式中，在直流电源供电的情况下，可以依据厚膜加热元件的电压值和电流值，计算出相应的电阻值，但是在交流工况下，由于无法直接获取到厚膜加热元件的电压值和电流值，导致无法准确的确定出厚膜加热元件的电阻值。

可见，如何获取交流工况下厚膜加热元件的电阻值，是本领域技术人员亟待解决的问题。

发明内容

本发明实施例的目的是提供一种确定厚膜加热元件电阻值的装置，可以获取交流工况下厚膜加热元件的电阻值。

为解决上述技术问题，本发明实施例提供了一种检测厚膜加热元件电阻值的装置，包括交流电源和厚膜加热元件，还包括设置于所述交流电源和所述厚膜加热元件之间的开关元件，以及与所述厚膜加热元件连接的电阻测量单元；其中，所述电阻测量单元包括恒压源、比较电阻、AD转换器以及分别与所述开关元件和所述AD转换器连接的处理器；

所述恒压源与所述比较电阻以及所述厚膜加热元件串行连接，用于当所述开关元件处于切断状态时，向所述比较电阻和所述厚膜加热元件供电；

所述AD转换器与所述比较电阻并行连接，用于将获取的所述比较电阻的工作参数转化成数字信号传输至所述处理器，以便于所述处理器依据所述数字信号，确定出所述厚膜加热元件当前的电阻值。

可选的，所述开关元件为二极管。

可选的，所述开关元件的个数为多个。

可选的，还包括显示屏；

所述显示屏与所述处理器连接，用于展示所述处理器传输的温度值；其中，所述温度值由所述处理器依据所述厚膜加热元件当前的电阻值及其TCR特性确定出。

可选的，所述显示屏为LED显示屏。

可选的，还包括报警器；

所述报警器与所述处理器连接，用于当所述厚膜加热元件的温度值在预设时间内未达到目标温度值时，进行报警提示。

可选的，还包括与所述处理器具有通信连接的移动终端；

所述移动终端，用于接收所述处理器传输的故障提示信息；其中，所述故障提示信息由所述处理器检测到所述厚膜加热元件的温度值在预设时间内未达到目标温度值时发送。

可选的，所述处理器还用于依据所述厚膜加热元件当前的电阻值及其TCR特性确定出所述厚膜加热元件当前的温度值；并依据所述温度值和目标温度值的差值，调整所述开关元件的通断时间。

由上述技术方案可以看出，检测厚膜加热元件电阻值的装置，包括交流电源和厚膜加热元件，还包括设置于交流电源和厚膜加热元件之间的开关元件，以及与厚膜加热元件连接的电阻测量单元；其中，电阻测量单元包括恒压源、比较电阻、AD转换器以及分别与开关元件和AD转换器连接的处理器；恒压源与比较电阻以及厚膜加热元件串行连接，用于当开关元件处于切断状态时，向比较电阻和厚膜加热元件供电；AD转换器与比较电阻并行连接，用于将获取的比较电阻的工作参数转化成数字信号传输至处理器，以便于处理器依据数字信号，确定出厚膜加热元件当前的电阻值。当开关元件处于切断状态时，可以切断交流电源向厚膜加热元件提供的电源，此时，电阻测量单元开始工作。由于比较电阻和厚膜加热元件串行连接，使得比较电阻的工作参数的变化率和厚膜加热元件的电阻变化率呈线性关系，因此，依据比较电阻的工作参数的变化率，便可以确定出厚膜加热元件的电阻值，利用该装置实现了对应用于交流工况下的厚膜加热元件的电阻值的测量，解决了传统方式中无法获取交流工况下厚膜加热元件电阻值的问题。并且依据厚膜加热元件的电阻值及其TCR特性，可以较为准确的确定出厚膜加热元件的温度值。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例，下面将对实施例中所需要使用的附图做简单的介绍，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为本发明实施例提供的一种检测厚膜加热元件电阻值的装置的结构示意图。

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，都属于本发明保护范围。

为了使本技术领域的人员更好地理解本发明方案，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步的详细说明。

接下来，详细介绍本发明实施例所提供的一种检测厚膜加热元件电阻值的装置。图1为本发明实施例提供的一种检测厚膜加热元件电阻值的装置的结构示意图，包括交流电源10和厚膜加热元件11，还包括设置于交流电源10和厚膜加热元件11之间的开关元件12，以及与厚膜加热元件连接的电阻测量单元；其中，电阻测量单元包括恒压源13、比较电阻14、AD转换器15以及分别与开关元件12和AD转换器15连接的处理器16；

恒压源13与比较电阻14以及厚膜加热元件11串行连接，用于当开关元件12处于切断状态时，向比较电阻14和厚膜加热元件11供电；AD转换器15与比较电阻14并行连接，用于将获取的比较电阻14的工作参数转化成数字信号传输至处理器16，以便于处理器16依据数字信号，确定出厚膜加热元件11当前的电阻值。

处理器16的种类可以有多种，包括中央处理器(Central Processing Unit/Processor，CPU)、控制器单元(Micro Control Unit，MCU)或者是数字信号处理单元(Digital Signal Processing/Processor，DSP)等。在本发明实施例中，对于处理器16的种类不做限定，例如，可以选取MCU作为处理器16。

处理器16和开关元件12连接，可以控制开关元件12的通断。在具体实现中，可以在处理器16中预先设定好开关元件12的通断时间，例如，设定开关元件12处于导通状态的持续时间为T1，开关元件12处于切断状态的持续时间为T2。

在实际应用中，可以按照设定的时间，周期性切换开关元件12的工作状态，以实现对开关元件12电阻值的定期检测。

举例说明，处理器16可以从开关元件12进入导通状态时开始计时，此时交流电源10向厚膜加热元件11供电；当达到T1时间时，处理器16则将开关元件12切换至切断状态，并重新开始计时，此时交流电源10和厚膜加热元件11的连接被切断，电阻测量单元开始工作，此时恒压源13向厚膜加热元件11供电，当达到T2时间时，处理器16则将开关元件12再次切换至切断导通状态。

此外，处理器16也可以依据厚膜加热元件11当前的电阻值及其TCR特性确定出厚膜加热元件11当前的温度值；并依据该温度值和目标温度值的差值，调整开关元件12的通断时间。

例如，当厚膜加热元件11的温度值小于目标温度值，并且和目标温度值差值较大时，则可以将导通时间设置的大一些，以便于厚膜加热元件11的持续升温；当厚膜加热元件11的温度值接近于目标温度值时，则可以将导通时间设置的小一些，以便于较为精确的控制厚膜加热元件11的温度值，从而避免厚膜加热元件11的温度值超出目标温度值。

在电阻测量单元检测厚膜加热元件11的电阻值时，需要将交流电源10和厚膜加热元件11的连接切断。在本发明实施例中，利用开关元件12控制交流电源10和厚膜加热元件11之间的通断。考虑到当开关元件12出现损坏时，例如，开关元件一直处于导通状态，无法转换至切断状态，此时，将对电阻测量单元的检测工作带来影响。

因此，在本发明实施例中，可以设置多个开关元件12。其中，图1是以两个开关元件12为例。

相应的，在具体实现中，处理器可以同时控制这多个开关元件12的通断。需要说明的是，为了清楚简洁的展示各元器件之间的连接关系，避免连接线之间的重叠造成混乱，因此在图1中并未示出开关元件12和处理器16之间的连接关系。在实际应用中，可以将开关元件12与处理器16连接，以便于处理器16控制开关元件12的通断。

在本发明实施例中，对于开关元件12的类型不做限定，能够控制交流电源10和厚膜加热元件11之间通断的元件即可，在实际应用中，可以选取二极管作为开关元件12。

电阻测量单元用于测量厚膜加热元件11的电阻值，为了避免交流电带来的影响，在电阻测量单元中设置有恒压源13。

恒压源13向厚膜加热元件11和比较电阻14提供的电压为恒定值，此时比较电阻14的电压值和厚膜加热元件11的电阻成反比关系。AD转换器15可以采集比较电阻14的电压值作为工作参数，处理器16根据比较电阻14的电压值以及厚膜加热元件11的电阻和比较电阻的电压值的反比关系，计算出厚膜加热元件11当前的电阻值。并且依据厚膜加热元件11的TCR特性，可以进一步确定出厚膜加热元件11当前的温度值。

其中，比较电阻14的阻值可以依据于厚膜加热元件11的电阻范围进行选取。由于厚膜加热元件11具有TCR特性，温度升高时电阻值变大，因此，厚膜加热元件11有其对应的一个电阻变化范围，在实际应用中，可以依据该电阻变化范围，选取一个合适电阻值的电阻作为比较电阻14。例如，可以从厚膜加热元件11的电阻变化范围中选取一个中间值作为选取比较电阻14的依据。

应用厚膜加热元件11对产品进行加热处理时，往往对厚膜加热元件11的温控要求较高，当厚膜加热元件11的温度值过低时，可能达不到所需实现的效果；当厚膜加热元件11的温度值过高时，则可能对产品造成损坏。

在本发明实施例中，测量出的厚膜加热元件11的电阻值较为准确，相应的，依据该电阻值确定出的温度值也较为准确。因此，利用本发明实施例提供的确定厚膜加热元件电阻值的装置，可以较为精确的获取厚膜加热元件11的温度值，从而实现良好的加热效果。在实际应用中，可以将本发明实施例所提供的检测厚膜加热元件电阻值的装置应用于监测交流工况下厚膜加热元件温度值的温控场景下。

由上述技术方案可以看出，检测厚膜加热元件电阻值的装置，包括交流电源和厚膜加热元件，还包括设置于交流电源和厚膜加热元件之间的开关元件，以及与厚膜加热元件连接的电阻测量单元；其中，电阻测量单元包括恒压源、比较电阻、AD转换器以及分别与开关元件和AD转换器连接的处理器；恒压源与比较电阻以及厚膜加热元件串行连接，用于当开关元件处于切断状态时，向比较电阻和厚膜加热元件供电；AD转换器与比较电阻并行连接，用于将获取的比较电阻的工作参数转化成数字信号传输至处理器，以便于处理器依据数字信号，确定出厚膜加热元件当前的电阻值。当开关元件处于切断状态时，可以切断交流电源向厚膜加热元件提供的电源，此时，电阻测量单元开始工作。由于比较电阻和厚膜加热元件串行连接，使得比较电阻的工作参数的变化率和厚膜加热元件的电阻变化率呈线性关系，因此，依据比较电阻的工作参数的变化率，便可以确定出厚膜加热元件的电阻值，利用该装置实现了对应用于交流工况下的厚膜加热元件的电阻值的测量，解决了传统方式中无法获取交流工况下厚膜加热元件电阻值的问题。并且依据厚膜加热元件的电阻值及其TCR特性，可以较为准确的确定出厚膜加热元件的温度值。

在本发明实施例中，处理器16可以依据厚膜加热元件11当前的电阻值及其TCR特性确定出厚膜加热元件11的温度值，为了便于用户直观的了解到厚膜加热元件11的温度值，可以设置显示屏。

其中，可以将显示屏与处理器16连接，用于展示处理器16传输的温度值。

在本发明实施例中，显示屏主要用于显示厚膜加热元件11的温度值，因此，考虑到显示屏的成本等问题，在实际应用中，可以选取LED屏。

考虑到在实际应用中，检测厚膜加热元件电阻值的装置可能会出现元器件损坏的情况，从而带来严重的影响。例如，当厚膜加热元件11出现损坏时，可能会导致厚膜加热元件11的温度值达不到设定的目标温度值，从而无法达到良好的加热效果。为了及时提醒用户元器件出现故障，可以在该装置中设置报警器。

可以将报警器与处理器16连接，当厚膜加热元件11的温度值在预设时间内未达到目标温度值时，进行报警提示。

报警器的报警提示方式可以有多种，例如，语音播报提示信息或者是灯光闪烁等。

通过设置报警器可以起到警示作用，以便于用户可以及时发现问题并处理。

考虑到在实际应用中，用户可能并非处于报警器的有效报警范围内，即用户由于距离报警器较远或者是由于其它障碍物的阻挡导致用户不能及时发现报警器进行了报警提示。因此，在本发明实施例中，可以建立处理器16与移动终端的通信连接。

其中，该移动终端可以是手机、电脑等智能设备。

移动终端，用于接收处理器16传输的故障提示信息；其中，故障提示信息由处理器16检测到厚膜加热元件11的温度值在预设时间内未达到目标温度值时发送。

处理器16向移动终端发送故障提示信息的方式可以有多种，以手机号码为例，处理器16可以预先存储用户的手机号码，当检测到厚膜加热元件11的温度值在预设时间内未达到目标温度值时，则向该手机号码发送故障提示信息。以邮箱为例，处理器16可以预先存储用户的邮箱信息，当检测到厚膜加热元件11的温度值在预设时间内未达到目标温度值时，则向该邮箱发送故障提示信息。

其中，预设时间的长短可以依据交流电源10和厚膜加热元件11的工作性能进行设定。

目标温度值可以是厚膜加热元件11在实际的应用场景下所需达到的温度值。

当厚膜加热元件11的温度值在预设时间内未达到目标温度值时，则说明厚膜加热元件11、开关元件12或者是交流电源10可能出现了故障，此时，通过向移动终端发送故障提示信息，可以便于用户及时了解情况，从而及时进行处理，最大程度的降低了元器件故障带来的影响。

以上对本发明实施例所提供的一种检测厚膜加热元件电阻值的装置进行了详细介绍。说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。对于实施例公开的装置而言，由于其与实施例公开的方法相对应，所以描述的比较简单，相关之处参见方法部分说明即可。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以对本发明进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本发明权利要求的保护范围内。

专业人员还可以进一步意识到，结合本文中所公开的实施例描述的各示例的单元及算法步骤，能够以电子硬件、计算机软件或者二者的结合来实现，为了清楚地说明硬件和软件的可互换性，在上述说明中已经按照功能一般性地描述了各示例的组成及步骤。这些功能究竟以硬件还是软件方式来执行，取决于技术方案的特定应用和设计约束条件。专业技术人员可以对每个特定的应用来使用不同方法来实现所描述的功能，但是这种实现不应认为超出本发明的范围。

结合本文中所公开的实施例描述的方法或算法的步骤可以直接用硬件、处理器执行的软件模块，或者二者的结合来实施。软件模块可以置于随机存储器(RAM)、内存、只读存储器(ROM)、电可编程ROM、电可擦除可编程ROM、寄存器、硬盘、可移动磁盘、CD-ROM、或技术领域内所公知的任意其它形式的存储介质中。

Claims (8)

1.一种检测厚膜加热元件电阻值的装置，包括交流电源和厚膜加热元件，其特征在于，还包括设置于所述交流电源和所述厚膜加热元件之间的开关元件，以及与所述厚膜加热元件连接的电阻测量单元；其中，所述电阻测量单元包括恒压源、比较电阻、AD转换器以及分别与所述开关元件和所述AD转换器连接的处理器；

所述恒压源与所述比较电阻以及所述厚膜加热元件串行连接，用于当所述开关元件处于切断状态时，向所述比较电阻和所述厚膜加热元件供电；

所述AD转换器与所述比较电阻并行连接，用于将获取的所述比较电阻的工作参数转化成数字信号传输至所述处理器，以便于所述处理器依据所述数字信号，确定出所述厚膜加热元件当前的电阻值；

其中，所述处理器依据所述数字信号，确定出所述厚膜加热元件当前的电阻值包括：所述处理器根据所述比较电阻的电压值，以及所述厚膜加热元件的电阻和所述比较电阻的电压值的反比关系，计算出所述厚膜加热元件当前的电阻值。

2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述开关元件为二极管。

3.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述开关元件的个数为多个。

4.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，还包括显示屏；

所述显示屏与所述处理器连接，用于展示所述处理器传输的温度值；其中，所述温度值由所述处理器依据所述厚膜加热元件当前的电阻值及其TCR特性确定出。

5.根据权利要求4所述的装置，其特征在于，所述显示屏为LED显示屏。

6.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，还包括报警器；

所述报警器与所述处理器连接，用于当所述厚膜加热元件的温度值在预设时间内未达到目标温度值时，进行报警提示。

7.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，还包括与所述处理器具有通信连接的移动终端；

所述移动终端，用于接收所述处理器传输的故障提示信息；其中，所述故障提示信息由所述处理器检测到所述厚膜加热元件的温度值在预设时间内未达到目标温度值时发送。

8.根据权利要求1-7任意一项所述的装置，其特征在于，所述处理器还用于依据所述厚膜加热元件当前的电阻值及其TCR特性确定出所述厚膜加热元件当前的温度值；并依据所述温度值和目标温度值的差值，调整所述开关元件的通断时间。