CN110608809B - 基于热敏电阻的温度测量设备、模块及其方法 - Google Patents

基于热敏电阻的温度测量设备、模块及其方法 Download PDF

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CN110608809B CN201810616163.0A CN201810616163A CN110608809B CN 110608809 B CN110608809 B CN 110608809B CN 201810616163 A CN201810616163 A CN 201810616163A CN 110608809 B CN110608809 B CN 110608809B
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Abstract

本申请提供一种基于热敏电阻的温度测量设备、模块及其方法，将参考电阻和热敏电阻串联设置并进行供电，在热敏电阻处于参考温度时，测量参考电阻两端的电压值、热敏电阻两端的电压值；在热敏电阻处于目标温度时，测量参考电阻两端的电压值、热敏电阻两端的电压值；推导所述热敏电阻的目标热敏阻值和参考热敏阻值之间的比值表达式，代入所述热敏电阻的阻值‑温度特性描述表达式中对应的位置，得到所述目标温度的最终表达式。本申请利用分压原理对参考电压进行实时采集，减小电压源波动的影响，本申请不再需要计算出热敏电阻的实际阻值，而用中间变量进行温度计算，消除参考电阻误差的影响，本申请方便设备之间的数据传输。

Description

基于热敏电阻的温度测量设备、模块及其方法
技术领域
本申请涉及温度检测技术领域，具体涉及一种基于热敏电阻的温度测量设备，还涉及一种基于热敏电阻的温度测量模块，以及一种基于热敏电阻的温度测量方法。
背景技术
热敏电阻是用金属氧化物或半导体材料作为电阻体的测温敏感元件，其中具有负温度系数热敏电阻(NTC)的阻值较大、灵敏度高、稳定性好、易于制作等特点，被广泛应用测温设备。热敏电阻的阻值-温度特性可描述如式(1)。
Figure BDA0001696952400000011
其中，B为热敏指数，由材料的物理特性决定，可视为固定常数。RT可通过测温模块直接得到，(B,RT0,T0)元器件厂商会给出参考值，要想达到更高的精度也可通过标定过程得到，比如热敏电阻NCP21WB473J03RA，T0＝298.15F(华氏温度)时，RT0＝47kΩ(千欧姆)，在25℃～50℃范围内B值为4050。
现有技术中，基于NTC的测温模块设计主要包括：1)基于恒流源的模块设计(如图1)，流过NTC的电流I大小恒定，Rntc＝U1/I，但恒流源模块一般尺寸较大、价格较高，所以应用相对有限；2)基于恒压源的测温模块设计(如图2)，Rntc＝RrefgU1/(U2-U1)，因为恒压模块尺寸相对较小、价格较低，所以应用相对广泛，但易受参考电阻Rref的制造误差、以及恒压源U2的电源波动影响，而导致测温精度降低，甚至出现误差。
针对现有技术的多方面不足，本申请的发明人经过深入研究，提出一种基于热敏电阻的温度测量设备、模块及其方法。
发明内容
本申请的目的在于，提供一种基于热敏电阻的温度测量设备、模块及其方法，能够利用分压原理对参考电压进行实时采集，一定程度上减小了电压源波动的影响，更重要的是，本申请不再需要直接计算出热敏电阻NTC的实际阻值Rntc，而是引入中间变量，直接用中间变量进行温度计算，消除参考电阻Rref误差的影响，本申请还可以采用统一的数据协议、进而方便测量设备之间的数据传输。
为解决上述技术问题，本申请提供一种基于热敏电阻的温度测量方法，作为其中一种实施方式，所述基于热敏电阻的温度测量方法包括：
将参考电阻和热敏电阻串联设置，并提供一工作电压源向所述参考电阻和热敏电阻供电；
在热敏电阻处于参考温度时，分别测量所述参考电阻两端的第一参考电压值、所述热敏电阻两端的第一热敏电压值，并利用所述参考电阻的参考阻值、所述第一参考电压值和所述第一热敏电压值表述所述热敏电阻的参考热敏阻值；
在热敏电阻处于目标温度时，分别测量所述参考电阻两端的第二参考电压值、所述热敏电阻两端的第二热敏电压值，并利用所述参考电阻的参考阻值、所述第二参考电压值和所述第二热敏电压值表述所述热敏电阻的目标热敏阻值；
推导所述热敏电阻的目标热敏阻值和参考热敏阻值之间的比值表达式，将所述比值表达式代入所述热敏电阻的阻值-温度特性描述表达式中对应的位置，得到所述目标温度的最终表达式，所述目标温度的最终表达式与所述参考电阻的参考阻值不相关。
作为其中一种实施方式，所述将所述比值表达式代入所述热敏电阻的阻值-温度特性描述表达式中对应的位置，得到所述目标温度的最终表达式的步骤，具体包括：
令
Figure BDA0001696952400000031
则
Figure BDA0001696952400000032
其中，Rntc为热敏电阻的热敏阻值，Rref为参考电阻的参考阻值，AD1为热敏电阻两端的热敏电压值，AD2为热敏电阻与参考电阻串联后两端的总电压值，x∈(0,1)；
定义以预定数据长度传输
Figure BDA0001696952400000033
并定义数据传输格式为xg(2n-1)，其中，n为自然数；
将x传输到处理器，所述处理器通过x以及所述目标温度的最终表达式计算得到所述目标温度的目标温度值。
作为其中一种实施方式，所述定义以预定数据长度传输
Figure BDA0001696952400000034
并定义数据传输格式为xg(2n-1)的步骤，所述预定数据长度为十六位，n取值为16。
作为其中一种实施方式，所述利用所述参考电阻的参考阻值、所述第一参考电压值和所述第一热敏电压值表述所述热敏电阻的参考热敏阻值的步骤，具体包括：
通过
Figure BDA0001696952400000035
表述所述热敏电阻的参考热敏阻值，其中，R0为热敏电阻处于参考温度T0时的参考热敏阻值，Rref为参考电阻的参考阻值，AD01为所述第一热敏电压值，AD02-AD01为所述第一参考电压值，AD02为热敏电阻与参考电阻串联后两端的总电压值。
作为其中一种实施方式，所述利用所述参考电阻的参考阻值、所述第二参考电压值和所述第二热敏电压值表述所述热敏电阻的目标热敏阻值的步骤，具体包括：
通过
Figure BDA0001696952400000036
表述所述热敏电阻的目标热敏阻值，其中，R1为热敏电阻处于目标温度T时的目标热敏阻值，Rref为参考电阻的参考阻值，AD11为所述第二热敏电压值，AD12-AD11为所述第二参考电压值，AD12为热敏电阻与参考电阻串联后两端的总电压值。
作为其中一种实施方式，所述推导所述热敏电阻的目标热敏阻值和参考热敏阻值之间的比值表达式，将所述比值表达式代入所述热敏电阻的阻值-温度特性描述表达式中对应的位置，得到所述目标温度的最终表达式的步骤，具体包括：
推导所述热敏电阻的目标热敏阻值和参考热敏阻值之间的比值表达式为
Figure BDA0001696952400000041
将所述比值表达式代入所述热敏电阻的阻值-温度特性描述表达式
Figure BDA0001696952400000042
中，得到所述目标温度的最终表达式为：
Figure BDA0001696952400000043
其中，T为目标温度值，B为热敏电阻热敏常数，T0为参考温度值。
作为其中一种实施方式，所述基于热敏电阻的温度测量方法还包括：
对热敏电阻热敏常数B和热敏电阻处于参考温度T0时的中间值X0进行标定或定期更新，或采用元器件开发商提供的热敏电阻热敏常数B和热敏电阻处于参考温度T0时的中间值X0。
作为其中一种实施方式，所述提供一工作电压源向所述参考电阻和热敏电阻供电的步骤，具体包括：
提供一包含稳压模块的恒压工作电源向所述参考电阻和热敏电阻供电、或提供一GPIO引脚的工作电源直接向所述参考电阻和热敏电阻供电、或提供一电路板的工作电源直接向所述参考电阻和热敏电阻供电。
为解决上述技术问题，本申请还提供一种基于热敏电阻的温度测量模块，作为其中一种实施方式，所述基于热敏电阻的温度测量模块包括参考电阻、热敏电阻、工作电压源和电压测量模块：
所述参考电阻和热敏电阻串联设置，所述工作电压源向所述参考电阻和热敏电阻供电；
在热敏电阻处于参考温度时，所述电压测量模块分别测量所述参考电阻两端的第一参考电压值、所述热敏电阻两端的第一热敏电压值，并利用所述参考电阻的参考阻值、所述第一参考电压值和所述第一热敏电压值表述所述热敏电阻的参考热敏阻值；
在热敏电阻处于目标温度时，所述电压测量模块分别测量所述参考电阻两端的第二参考电压值、所述热敏电阻两端的第二热敏电压值，并利用所述参考电阻的参考阻值、所述第二参考电压值和所述第二热敏电压值表述所述热敏电阻的目标热敏阻值；
其中，推导所述热敏电阻的目标热敏阻值和参考热敏阻值之间的比值表达式，将所述比值表达式代入所述热敏电阻的阻值-温度特性描述表达式中对应的位置，得到所述目标温度的最终表达式，所述目标温度的最终表达式与所述参考电阻的参考阻值不相关。
为解决上述技术问题，本申请还提供一种基于热敏电阻的温度测量设备，作为其中一种实施方式，所述温度测量设备包括上述的温度测量模块以及与所述温度测量模块相连接的处理器，所述处理器用于执行程序数据，以实现任一上述的基于热敏电阻的温度测量方法，所述温度测量模块与所述处理器之间采用预定数据长度传输
Figure BDA0001696952400000051
且数据传输格式为xg(2n-1)。
本申请基于热敏电阻的温度测量设备、模块及其方法，将参考电阻和热敏电阻串联设置，并提供一工作电压源向所述参考电阻和热敏电阻供电，在热敏电阻处于参考温度时，分别测量所述参考电阻两端的第一参考电压值、所述热敏电阻两端的第一热敏电压值，并利用所述参考电阻的参考阻值、所述第一参考电压值和所述第一热敏电压值表述所述热敏电阻的参考热敏阻值；在热敏电阻处于目标温度时，分别测量所述参考电阻两端的第二参考电压值、所述热敏电阻两端的第二热敏电压值，并利用所述参考电阻的参考阻值、所述第二参考电压值和所述第二热敏电压值表述所述热敏电阻的目标热敏阻值；推导所述热敏电阻的目标热敏阻值和参考热敏阻值之间的比值表达式，将所述比值表达式代入所述热敏电阻的阻值-温度特性描述表达式中对应的位置，得到所述目标温度的最终表达式，所述目标温度的最终表达式与所述参考电阻的参考阻值不相关。通过上述方式，本申请能够利用分压原理对参考电压进行实时采集，一定程度上减小了电压源波动的影响，更重要的是，本申请不再需要直接计算出热敏电阻NTC的实际阻值Rntc，而是引入中间变量，直接用中间变量进行温度计算，消除参考电阻Rref误差的影响，本申请还可以采用统一的数据协议、进而方便测量设备之间的数据传输。
上述说明仅是本申请技术方案的概述，为了能够更清楚了解本申请的技术手段，而可依照说明书的内容予以实施，并且为了让本申请的上述和其他目的、特征和优点能够更明显易懂，以下特举较佳实施例，并配合附图,详细说明如下。
附图说明
图1为现有技术中基于恒流源的测温模块设计示意图。
图2为现有技术中基于恒压源的测温模块设计示意图。
图3为本申请基于热敏电阻的温度测量模块一实施方式的设计示意图。
图4为本申请基于热敏电阻的温度测量设备一实施方式的的连接示意图。
图5为本申请基于热敏电阻的温度测量方法一实施方式的的流程示意图。
具体实施方式
为更进一步阐述本申请为达成预定申请目的所采取的技术手段及功效,以下结合附图及较佳实施例，对本申请详细说明如下。
通过具体实施方式的说明,当可对本申请为达成预定目的所采取的技术手段及效果得以更加深入且具体的了解，然而所附图式仅是提供参考与说明之用,并非用来对本申请加以限制。
请参阅图3，图3为本申请基于热敏电阻的温度测量模块一实施方式的设计示意图。
需要说明的是，本实施方式提供一种基于热敏电阻Rntc的温度测量模块，所述基于热敏电阻Rntc的温度测量模块可以包括参考电阻Rref、热敏电阻Rntc、工作电压源(未标示)和电压测量模块(未标示)。
其中，工作电压源可以为恒压源，比如增设稳压模块，本实施方式定义其为第一类电源，当然，也可以为GPIO供电或直接电路板上的电压供电，而不需要额外增加芯片或稳压模块,本实施方式定义其为第二类电源。
本实施方式所述电压测量模块可以为AD转换器，用于同时采集各个电阻的电压。
在本实施方式中，其具体工作原理包括如下：
所述参考电阻Rref和热敏电阻Rntc串联设置，所述工作电压源向所述参考电阻Rref和热敏电阻Rntc供电；
在热敏电阻Rntc处于参考温度时，所述电压测量模块分别测量所述参考电阻Rref两端的第一参考电压值、所述热敏电阻Rntc两端的第一热敏电压值，并利用所述参考电阻Rref的参考阻值、所述第一参考电压值和所述第一热敏电压值表述所述热敏电阻Rntc的参考热敏阻值；
在热敏电阻Rntc处于目标温度时，所述电压测量模块分别测量所述参考电阻Rref两端的第二参考电压值、所述热敏电阻Rntc两端的第二热敏电压值，并利用所述参考电阻Rref的参考阻值、所述第二参考电压值和所述第二热敏电压值表述所述热敏电阻Rntc的目标热敏阻值；
其中，推导所述热敏电阻Rntc的目标热敏阻值和参考热敏阻值之间的比值表达式，将所述比值表达式代入所述热敏电阻Rntc的阻值-温度特性描述表达式中对应的位置，得到所述目标温度的最终表达式，所述目标温度的最终表达式与所述参考电阻Rref的参考阻值不相关。
如图3所示，所述将所述比值表达式代入所述热敏电阻Rntc的阻值-温度特性描述表达式中对应的位置，得到所述目标温度的最终表达式，具体可以包括：
令
Figure BDA0001696952400000081
则
Figure BDA0001696952400000082
其中，Rntc为热敏电阻Rntc的热敏阻值，Rref为参考电阻Rref的参考阻值，AD1为热敏电阻Rntc两端的热敏电压值，AD2为热敏电阻Rntc与参考电阻Rref串联后两端的总电压值，x∈(0,1)；
定义以预定数据长度传输
Figure BDA0001696952400000083
并定义数据传输格式为xg(2n-1)，其中，n为自然数；
将x传输到处理器，所述处理器通过x以及所述目标温度的最终表达式计算得到所述目标温度的目标温度值。
不难理解的是，测温模块大多集成在传感器侧，一般计算和存储能力较差，固件升级较为麻烦，甚至像芯片DA14580这种常用于传感器侧数据处理和传输的芯片采用OTP存储方式，一次性烧写，不可升级，且存储空间相对有限。因此，传感器侧的程序力求做到简单、稳定。
进一步而言，最终温度的计算并不直接与温度为T时NTC具体的阻值相关，
Figure BDA0001696952400000084
可作为中间量替代Rref进行计算；而
Figure BDA0001696952400000085
范围较宽泛不太适合作为数据传输格式。因此，本实施方式通过上述方式可以适用于传感器端存储空间(尤其是代码空间)相对有限、计算能力较差的情况，能够有效地将对数运算提炼到与之关联的外部计算模块，且用一种较为通用的数据格式进行通信，通用性在于基于该数据格式不必关心硬件电路设计中采用的具体参考电阻的大小和参考电压的大小。同时，对参考电压实时采集，即使直接GPIO引脚功能也能实现较高的精度，同时也消除了参考电阻标称阻值与实际阻值误差的影响。
具体而言，所述定义以预定数据长度传输
Figure BDA0001696952400000091
并定义数据传输格式为xg(2n-1)的步骤，所述预定数据长度为十六位，n取值为16。
在本实施方式中，所述利用所述参考电阻Rref的参考阻值、所述第一参考电压值和所述第一热敏电压值表述所述热敏电阻Rntc的参考热敏阻值，具体包括：
通过
Figure BDA0001696952400000092
表述所述热敏电阻Rntc的参考热敏阻值，其中，R0为热敏电阻Rntc处于参考温度T0时的参考热敏阻值，Rref为参考电阻Rref的参考阻值，AD01为所述第一热敏电压值，AD02-AD01为所述第一参考电压值，AD02为热敏电阻Rntc与参考电阻Rref串联后两端的总电压值。
同理，所述利用所述参考电阻Rref的参考阻值、所述第二参考电压值和所述第二热敏电压值表述所述热敏电阻Rntc的目标热敏阻值，具体可以包括：
通过
Figure BDA0001696952400000093
表述所述热敏电阻Rntc的目标热敏阻值，其中，R1为热敏电阻Rntc处于目标温度T时的目标热敏阻值，Rref为参考电阻Rref的参考阻值，AD11为所述第二热敏电压值，AD12-AD11为所述第二参考电压值，AD12为热敏电阻Rntc与参考电阻Rref串联后两端的总电压值。
在本实施方式中，所述推导所述热敏电阻Rntc的目标热敏阻值和参考热敏阻值之间的比值表达式，将所述比值表达式代入所述热敏电阻Rntc的阻值-温度特性描述表达式中对应的位置，得到所述目标温度的最终表达式，具体可以包括：
推导所述热敏电阻Rntc的目标热敏阻值和参考热敏阻值之间的比值表达式为
Figure BDA0001696952400000094
将所述比值表达式代入所述热敏电阻Rntc的阻值-温度特性描述表达式
Figure BDA0001696952400000101
中，得到所述目标温度的最终表达式为：
Figure BDA0001696952400000102
其中，T为目标温度值，B为热敏电阻Rntc热敏常数，T0为参考温度值。
值得一提的是，本实施方式所述基于热敏电阻Rntc的温度测量模块还可以用于：对热敏电阻Rntc热敏常数B和热敏电阻Rntc处于参考温度T0时的中间值X0进行标定或定期更新，或采用元器件开发商提供的热敏电阻Rntc热敏常数B和热敏电阻Rntc处于参考温度T0时的中间值X0。
如前所述，本实施方式所述提供一工作电压源向所述参考电阻Rref和热敏电阻Rntc供电，具体可以包括：提供一包含稳压模块的恒压工作电源向所述参考电阻Rref和热敏电阻Rntc供电、或提供一GPIO引脚的工作电源直接向所述参考电阻Rref和热敏电阻Rntc供电、或提供一电路板的工作电源直接向所述参考电阻Rref和热敏电阻Rntc供电。
请接着参阅图4，图4为本申请基于热敏电阻的温度测量设备一实施方式的的连接示意图。
本申请提供一种基于热敏电阻的温度测量设备，所述温度测量设备包括上述图3及其实施方式所述的温度测量模块31以及与所述温度测量模块31相连接的处理器32，所述处理器32用于执行程序数据，以实现任一上述的基于热敏电阻的温度测量模块31所执行的功能及其方法，所述温度测量模块31与所述处理器32之间采用预定数据长度传输
Figure BDA0001696952400000103
且数据传输格式为xg(2n-1)。
本申请将参考电阻和热敏电阻串联设置，并提供一工作电压源向所述参考电阻和热敏电阻供电，在热敏电阻处于参考温度时，分别测量所述参考电阻两端的第一参考电压值、所述热敏电阻两端的第一热敏电压值，并利用所述参考电阻的参考阻值、所述第一参考电压值和所述第一热敏电压值表述所述热敏电阻的参考热敏阻值；在热敏电阻处于目标温度时，分别测量所述参考电阻两端的第二参考电压值、所述热敏电阻两端的第二热敏电压值，并利用所述参考电阻的参考阻值、所述第二参考电压值和所述第二热敏电压值表述所述热敏电阻的目标热敏阻值；推导所述热敏电阻的目标热敏阻值和参考热敏阻值之间的比值表达式，将所述比值表达式代入所述热敏电阻的阻值-温度特性描述表达式中对应的位置，得到所述目标温度的最终表达式，所述目标温度的最终表达式与所述参考电阻的参考阻值不相关。通过上述方式，本申请能够利用分压原理对参考电压进行实时采集，一定程度上减小了电压源波动的影响，更重要的是，本申请不再需要直接计算出热敏电阻NTC的实际阻值Rntc，而是引入中间变量，直接用中间变量进行温度计算，消除参考电阻Rref误差的影响，本申请还可以采用统一的数据协议、进而方便测量设备之间的数据传输。
请接着参阅图5，图5为本申请基于热敏电阻的温度测量方法一实施方式的的流程示意图。
需要特别说明的是，本实施方式所述基于热敏电阻的温度测量方法包括但不限于如下几个步骤。
步骤S501，将参考电阻和热敏电阻串联设置，并提供一工作电压源向所述参考电阻和热敏电阻供电；
步骤S502，在热敏电阻处于参考温度时，分别测量所述参考电阻两端的第一参考电压值、所述热敏电阻两端的第一热敏电压值，并利用所述参考电阻的参考阻值、所述第一参考电压值和所述第一热敏电压值表述所述热敏电阻的参考热敏阻值；
步骤S503，在热敏电阻处于目标温度时，分别测量所述参考电阻两端的第二参考电压值、所述热敏电阻两端的第二热敏电压值，并利用所述参考电阻的参考阻值、所述第二参考电压值和所述第二热敏电压值表述所述热敏电阻的目标热敏阻值；
步骤S504，推导所述热敏电阻的目标热敏阻值和参考热敏阻值之间的比值表达式，将所述比值表达式代入所述热敏电阻的阻值-温度特性描述表达式中对应的位置，得到所述目标温度的最终表达式，所述目标温度的最终表达式与所述参考电阻的参考阻值不相关。
作为其中一种实施方式，所述将所述比值表达式代入所述热敏电阻的阻值-温度特性描述表达式中对应的位置，得到所述目标温度的最终表达式的步骤，具体可以包括：
令
Figure BDA0001696952400000121
则
Figure BDA0001696952400000122
其中，Rntc为热敏电阻的热敏阻值，Rref为参考电阻的参考阻值，AD1为热敏电阻两端的热敏电压值，AD2为热敏电阻与参考电阻串联后两端的总电压值，x∈(0,1)；
定义以预定数据长度传输
Figure BDA0001696952400000123
并定义数据传输格式为xg(2n-1)，其中，n为自然数；
将x传输到处理器，所述处理器通过x以及所述目标温度的最终表达式计算得到所述目标温度的目标温度值。
作为其中一种实施方式，所述定义以预定数据长度传输
Figure BDA0001696952400000124
并定义数据传输格式为xg(2n-1)的步骤，所述预定数据长度为十六位，n取值为16。
需要特别说明的是，所述利用所述参考电阻的参考阻值、所述第一参考电压值和所述第一热敏电压值表述所述热敏电阻的参考热敏阻值的步骤，具体可以包括：
通过
Figure BDA0001696952400000125
表述所述热敏电阻的参考热敏阻值，其中，R0为热敏电阻处于参考温度T0时的参考热敏阻值，Rref为参考电阻的参考阻值，AD01为所述第一热敏电压值，AD02-AD01为所述第一参考电压值，AD02为热敏电阻与参考电阻串联后两端的总电压值。
同理，所述利用所述参考电阻的参考阻值、所述第二参考电压值和所述第二热敏电压值表述所述热敏电阻的目标热敏阻值的步骤，具体可以包括：
通过
Figure BDA0001696952400000131
表述所述热敏电阻的目标热敏阻值，其中，R1为热敏电阻处于目标温度T时的目标热敏阻值，Rref为参考电阻的参考阻值，AD11为所述第二热敏电压值，AD12-AD11为所述第二参考电压值，AD12为热敏电阻与参考电阻串联后两端的总电压值。
在本实施方式中，所述推导所述热敏电阻的目标热敏阻值和参考热敏阻值之间的比值表达式，将所述比值表达式代入所述热敏电阻的阻值-温度特性描述表达式中对应的位置，得到所述目标温度的最终表达式的步骤，具体可以包括：
推导所述热敏电阻的目标热敏阻值和参考热敏阻值之间的比值表达式为
Figure BDA0001696952400000132
将所述比值表达式代入所述热敏电阻的阻值-温度特性描述表达式
Figure BDA0001696952400000133
中，得到所述目标温度的最终表达式为：
Figure BDA0001696952400000134
其中，T为目标温度值，B为热敏电阻热敏常数，T0为参考温度值。
如前所述，本实施方式所述基于热敏电阻的温度测量方法还可以包括步骤：对热敏电阻热敏常数B和热敏电阻处于参考温度T0时的中间值X0进行标定或定期更新，或采用元器件开发商提供的热敏电阻热敏常数B和热敏电阻处于参考温度T0时的中间值X0。
值得一提的是，所述提供一工作电压源向所述参考电阻和热敏电阻供电的步骤，具体可以包括：提供一包含稳压模块的恒压工作电源向所述参考电阻和热敏电阻供电、或提供一GPIO引脚的工作电源直接向所述参考电阻和热敏电阻供电、或提供一电路板的工作电源直接向所述参考电阻和热敏电阻供电。
通过上述方式，本申请能够利用分压原理对参考电压进行实时采集，一定程度上减小了电压源波动的影响，更重要的是，本申请不再需要直接计算出热敏电阻NTC的实际阻值Rntc，而是引入中间变量，直接用中间变量进行温度计算，消除参考电阻Rref误差的影响，本申请还可以采用统一的数据协议、进而方便测量设备之间的数据传输。
以上所述，仅是本申请的较佳实施例而已，并非对本申请作任何形式上的限制，虽然本申请已以较佳实施例揭露如上，然而并非用以限定本申请,任何熟悉本专业的技术人员，在不脱离本申请技术方案范围内,当可利用上述揭示的技术内容作出些许更动或修饰为等同变化的等效实施例,但凡是未脱离本申请技术方案内容，依据本申请的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰,均仍属于本申请技术方案的范围内。

Claims (10)

1.一种基于热敏电阻的温度测量方法，其特征在于，所述基于热敏电阻的温度测量方法包括：
将参考电阻和热敏电阻串联设置，并提供一工作电压源向所述参考电阻和热敏电阻供电；
在热敏电阻处于参考温度时，分别测量所述参考电阻两端的第一参考电压值、所述热敏电阻两端的第一热敏电压值，并利用所述参考电阻的参考阻值、所述第一参考电压值和所述第一热敏电压值表述所述热敏电阻的参考热敏阻值；
在热敏电阻处于目标温度时，分别测量所述参考电阻两端的第二参考电压值、所述热敏电阻两端的第二热敏电压值，并利用所述参考电阻的参考阻值、所述第二参考电压值和所述第二热敏电压值表述所述热敏电阻的目标热敏阻值；
推导所述热敏电阻的目标热敏阻值和参考热敏阻值之间的比值表达式，将所述比值表达式代入所述热敏电阻的阻值-温度特性描述表达式中对应的位置，得到所述目标温度的最终表达式，所述目标温度的最终表达式与所述参考电阻的参考阻值不相关。
2.根据权利要求1所述的基于热敏电阻的温度测量方法，其特征在于，所述将所述比值表达式代入所述热敏电阻的阻值-温度特性描述表达式中对应的位置，得到所述目标温度的最终表达式的步骤，具体包括：
令
Figure FDA0002759815350000011
则
Figure FDA0002759815350000012
其中，Rntc为热敏电阻的热敏阻值，Rref为参考电阻的参考阻值，AD1为热敏电阻两端的热敏电压值，AD2为热敏电阻与参考电阻串联后两端的总电压值，x∈(0,1)；
定义以预定数据长度传输
Figure FDA0002759815350000013
并定义数据传输格式为x×(2n-1)，其中，n为自然数；
将x传输到处理器，所述处理器通过x以及所述目标温度的最终表达式计算得到所述目标温度的目标温度值。
3.根据权利要求2所述的基于热敏电阻的温度测量方法，其特征在于，所述定义以预定数据长度传输
Figure FDA0002759815350000021
并定义数据传输格式为x×(2n-1)的步骤，所述预定数据长度为十六位，n取值为16。
4.根据权利要求3所述的基于热敏电阻的温度测量方法，其特征在于，所述利用所述参考电阻的参考阻值、所述第一参考电压值和所述第一热敏电压值表述所述热敏电阻的参考热敏阻值的步骤，具体包括：
通过
Figure FDA0002759815350000022
表述所述热敏电阻的参考热敏阻值，其中，R0为热敏电阻处于参考温度T0时的参考热敏阻值，Rref为参考电阻的参考阻值，AD01为所述第一热敏电压值，AD02-AD01为所述第一参考电压值，AD02为热敏电阻与参考电阻串联后两端的总电压值。
5.根据权利要求4所述的基于热敏电阻的温度测量方法，其特征在于，所述利用所述参考电阻的参考阻值、所述第二参考电压值和所述第二热敏电压值表述所述热敏电阻的目标热敏阻值的步骤，具体包括：
通过
Figure FDA0002759815350000023
表述所述热敏电阻的目标热敏阻值，其中，R1为热敏电阻处于目标温度T时的目标热敏阻值，Rref为参考电阻的参考阻值，AD11为所述第二热敏电压值，AD12-AD11为所述第二参考电压值，AD12为热敏电阻与参考电阻串联后两端的总电压值。
6.根据权利要求5所述的基于热敏电阻的温度测量方法，其特征在于，所述推导所述热敏电阻的目标热敏阻值和参考热敏阻值之间的比值表达式，将所述比值表达式代入所述热敏电阻的阻值-温度特性描述表达式中对应的位置，得到所述目标温度的最终表达式的步骤，具体包括：
推导所述热敏电阻的目标热敏阻值和参考热敏阻值之间的比值表达式为
Figure FDA0002759815350000031
将所述比值表达式代入所述热敏电阻的阻值-温度特性描述表达式
Figure FDA0002759815350000032
中，得到所述目标温度的最终表达式为：
Figure FDA0002759815350000033
其中，T为目标温度值，B为热敏电阻热敏常数，T0为参考温度值。
7.根据权利要求6所述的基于热敏电阻的温度测量方法，其特征在于，所述基于热敏电阻的温度测量方法还包括：
对热敏电阻热敏常数B和热敏电阻处于参考温度T0时的中间值X0进行标定或定期更新，或采用元器件开发商提供的热敏电阻热敏常数B和热敏电阻处于参考温度T0时的中间值X0。
8.根据权利要求1-7任一项所述的基于热敏电阻的温度测量方法，其特征在于，所述提供一工作电压源向所述参考电阻和热敏电阻供电的步骤，具体包括：
提供一包含稳压模块的恒压工作电源向所述参考电阻和热敏电阻供电、或提供一GPIO引脚的工作电源直接向所述参考电阻和热敏电阻供电、或提供一电路板的工作电源直接向所述参考电阻和热敏电阻供电。
9.一种基于热敏电阻的温度测量模块，其特征在于，所述基于热敏电阻的温度测量模块包括参考电阻、热敏电阻、工作电压源和电压测量模块：
所述参考电阻和热敏电阻串联设置，所述工作电压源向所述参考电阻和热敏电阻供电；
在热敏电阻处于参考温度时，所述电压测量模块分别测量所述参考电阻两端的第一参考电压值、所述热敏电阻两端的第一热敏电压值，并利用所述参考电阻的参考阻值、所述第一参考电压值和所述第一热敏电压值表述所述热敏电阻的参考热敏阻值；
在热敏电阻处于目标温度时，所述电压测量模块分别测量所述参考电阻两端的第二参考电压值、所述热敏电阻两端的第二热敏电压值，并利用所述参考电阻的参考阻值、所述第二参考电压值和所述第二热敏电压值表述所述热敏电阻的目标热敏阻值；
其中，推导所述热敏电阻的目标热敏阻值和参考热敏阻值之间的比值表达式，将所述比值表达式代入所述热敏电阻的阻值-温度特性描述表达式中对应的位置，得到所述目标温度的最终表达式，所述目标温度的最终表达式与所述参考电阻的参考阻值不相关。
10.一种基于热敏电阻的温度测量设备，其特征在于，所述温度测量设备包括根据权利要求9所述的温度测量模块以及与所述温度测量模块相连接的处理器，所述处理器用于执行程序数据，以实现根据权利要求2-8任一项所述的基于热敏电阻的温度测量方法，所述温度测量模块与所述处理器之间采用预定数据长度传输
Figure FDA0002759815350000041
且数据传输格式为x×(2n-1)。
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Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN113375855B (zh) * 2020-03-10 2022-05-31 高尔科技股份有限公司 热反应式压力侦测器
CN111637983B (zh) * 2020-05-29 2022-04-19 一汽解放汽车有限公司 一种电阻型温度传感器的检测系统及方法
CN113218527B (zh) * 2021-05-12 2023-01-31 展讯通信（上海）有限公司 基于热敏电阻的温度检测方法、装置、设备、介质及系统

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB2124384B (en) * 1982-05-31 1985-12-04 Hideo Sugimori Electrical resistance thermometer
CN87209746U (zh) * 1987-07-06 1988-02-03 中国计量科学研究院 能补偿电路漂移的多用数字温度计
CN101718595A (zh) * 2009-12-15 2010-06-02 深圳和而泰智能控制股份有限公司 基于阻性温度传感器的温度测量方法及装置
CN102288831A (zh) * 2011-05-16 2011-12-21 钟小梅 一种低成本高精度的电阻测量系统及其测量方法
CN107132417A (zh) * 2017-05-18 2017-09-05 西安工业大学 一种抗电路参数漂移的高精度电阻测量方法

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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN105547514A (zh) * 2016-01-25 2016-05-04 四川长虹电器股份有限公司 温度测量电路及其测量方法
CN109212318A (zh) * 2017-07-04 2019-01-15 重庆无线绿洲通信技术有限公司 阻值测量电路及方法、温度监控装置、电池包及管理系统

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB2124384B (en) * 1982-05-31 1985-12-04 Hideo Sugimori Electrical resistance thermometer
CN87209746U (zh) * 1987-07-06 1988-02-03 中国计量科学研究院 能补偿电路漂移的多用数字温度计
CN101718595A (zh) * 2009-12-15 2010-06-02 深圳和而泰智能控制股份有限公司 基于阻性温度传感器的温度测量方法及装置
CN102288831A (zh) * 2011-05-16 2011-12-21 钟小梅 一种低成本高精度的电阻测量系统及其测量方法
CN107132417A (zh) * 2017-05-18 2017-09-05 西安工业大学 一种抗电路参数漂移的高精度电阻测量方法

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
"热敏电阻分压测温电路的最佳参数设计";杨小玲;《福州大学学报（自然科学版）》;20031231;第31卷(第1期);第28-31页 *

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