CN111337747B - 测量电阻的装置、方法、车载控制器及电动汽车 - Google Patents

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Abstract

本申请公开了一种测量电阻的装置、方法、车载控制器及电动汽车，所述装置包括：第一电阻、第二电阻、第三电阻和微处理器；所述第一电阻的第一端连接电源，所述第一电阻的第二端通过所述第二电阻接地；所述第三电阻的第一端连接所述电源，所述第三电阻的第二端通过目标测量电阻接地；所述微处理器，用于获取所述第一电阻的第二端的第一电压值与所述第三电阻的第二端的第二电压值的比值，根据所述比值与所述目标测量电阻的对应关系得到所述目标测量电阻的阻值。采用上述的测量装置，可以消除电源误差精度对测量电阻的影响，电阻的精度一般在百分之一，千分之一，且价格低廉，仅通过提高电阻的精度就可以获得较高精度的目标测量电阻。

Description

测量电阻的装置、方法、车载控制器及电动汽车
技术领域
本发明涉及测量技术领域，尤其是涉及一种测量电阻的装置、方法、车载控制器及电动汽车。
背景技术
在测量电阻时，经常通过电路中的电阻的分压与通过电阻的电流的比值得到电阻值的大小。但是，当对测量结果精度需求很高时，继续采用上述方法会带来很大的误差。例如，当需要区分欧洲标准的680欧电阻与美国标准的480欧电阻时，由于电源的标准值不一定是实际输出的电压值等因素，继续采用上述方法会带来很大的误差，达不到所需的电阻值精度要求，该误差会导致无法区分680欧电阻与480欧电阻。
为了获得更准确的电阻值会采用提高电路中的电源精度、运算放大器精度等方法，但是由于更高精度的电源、更高精度的运算放大器价格高昂，往往会使测量的成本大大提高。
发明内容
针对上述问题，本申请提供一种测量电阻的装置、方法、车载控制器及电动汽车，用于解决成本较高的问题。
在本申请第一方面提供一种测量电阻的装置，所述装置包括：第一电阻、第二电阻、第三电阻和微处理器；
所述第一电阻的第一端连接电源，所述第一电阻的第二端通过所述第二电阻接地；
所述第三电阻的第一端连接所述电源，所述第三电阻的第二端通过目标测量电阻接地；
所述微处理器，用于获取所述第一电阻的第二端的第一电压值与所述第三电阻的第二端的第二电压值的比值，根据所述比值与所述目标测量电阻的对应关系得到所述目标测量电阻的阻值。
可选的，所述微处理器根据所述比值与所述目标测量电阻的对应关系得到所述目标测量电阻的阻值，具体包括：
所述微处理器查找所述比值所在的预设区间，根据所述预设区间与电阻的对应关系得到所述目标测量电阻的阻值，所述预设区间与所述比值一一对应。
可选的，所述装置还包括：电压跟随器；
所述电压跟随器的正输入端连接所述第二电压；所述电压跟随器的负输入端连接所述电压跟随器的输出端；
所述电压跟随器的输出端连接所述微处理器。
可选的，所述装置还包括：第四电阻和电容；
所述第四电阻的第一端连接所述电压跟随器的输出端，所述第四电阻的第二端连接所述微处理器；
所述电容的第一端连接所述第四电阻的第二端，所述电容的第二端接地。
可选的，所述装置还包括：第五电阻；
所述第五电阻与所述电容并联。
可选的，所述第一电阻和第二电阻为同一个数量级。
可选的，所述第一电阻和第二电阻的阻值相等。
在本申请第二方面提供一种应用于上述任一项测量装置的测量电阻的方法，所述检测方法包括：
获取所述第一电阻的第二端的第一电压值与所述第三电阻的第二端的第二电压值；
计算所述第一电压与所述第二电压的比值；
根据所述比值与所述目标测量电阻的对应关系得到所述目标测量电阻的阻值。
在本申请第三面提供一种电动汽车的车载控制器，包括上述任一项所述的装置。
在本申请第四方面提供一种电动汽车，包括上述车载控制器。
相对于现有技术，本申请上述技术方案的优点在于：
本申请提供的测量电阻的装置，包括：第一电阻、第二电阻、第三电阻和微处理器；所述第一电阻的第一端连接电源，所述第一电阻的第二端通过所述第二电阻接地；所述第三电阻的第一端连接所述电源，所述第三电阻的第二端通过目标测量电阻接地；所述微处理器，用于获取所述第一电阻的第二端的第一电压值与所述第三电阻的第二端的第二电压值的比值，根据所述比值与所述目标测量电阻的对应关系得到所述目标测量电阻的阻值。
采用上述的测量装置，可以不通过电源获得目标测量电阻的阻值，即，可以消除电源误差精度对测量电阻的影响，电阻的精度一般在百分之一，千分之一，且价格低廉，仅通过提高电阻的精度就可以获得较高精度的目标测量电阻。同时，仅通过提高电阻精度就可以提高目标测量电阻的精度，高精度的电阻价格远远低于高精度电源或高精度运算放大器的价格，从而在不影响目标测量电阻精度的前提下，降低了测量装置的成本。
附图说明
为了更清楚地说明本申请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申请中记载的一些实施例，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它的附图。
图1为一种测量电阻的装置示意图；
图2为本申请提供的一种测量电阻的装置示意图；
图3为本申请提供的又一种测量电阻的装置示意图。
具体实施方式
为了使本技术领域的人员更好地理解本发明方案，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。
本申请提供的测量电阻的装置用于测量电路中的电阻。发明人经过研究发现，当电路中存在多于两个阻值很接近的电阻时，例如欧洲标准的100欧、220欧、680欧电阻和1.5k欧电阻等，在测量电路中的电阻时无法准确的测量出电阻的具体阻值，无法区分阻值接近的电阻。如图1所示，当想要测量电阻R2的阻值时，原理是分压法。
Figure BDA0002421550580000041
如式(1)，通过测量a点的电压，在通过分压法即可得到R2电阻的阻值。但是，但当对于R2电阻的测量精度要求很高时，例如千分之一，上述方法会产生很大的误差。因为电源的标定值与实际输出的电压值相差很大，如当VCC的标定值是5V时，其输出可能是4.9V或5.1V，如果采用5V进行计算得到R2的阻值，产生十分之一的误差。此时，为了获得更准确的电阻值会采用提高电路中的电源精度、运算放大器精度等方法，但是由于更高精度的电源，例如百分之一，价格会比十分之一高很多很多，所以上述方法往往会使测量的成本大大提高。
为了降低测量电阻的成本，本申请提供了一种测量装置，如图2所示，该图为本申请提供的一种测量电阻的装置示意图。下面结合附图来介绍工作原理。
包括：第一电阻R1、第二电阻R2、第三电阻R3和微处理器100a；
所述第一电阻R1的第一端连接电源VCC，所述第一电阻R1的第二端通过所述第二电阻R2接地；
所述第三电阻R3的第一端连接所述电源VCC，所述第三电阻R3的第二端通过目标测量电阻Rx接地；
当想要获得目标测量电阻的阻值时，可以通过微处理器100a获得所述第一电阻的第二端的第一电压值Va与所述第三电阻的第二端的第二电压值Vb，然后得到Va与Vb的比值。
Figure BDA0002421550580000042
如式(1)，可以理解的是，该比值是一个定值，设为A。
微处理器100a可以根据比值A与所述目标测量电阻Rx的对应关系得到所述目标测量电阻的阻值。
可以理解的是，所述对应关系可以是预先获得并设置在所述微处理器100a中的。下面以一个实施例介绍所述比值A与所述目标测量电阻Rx的对应关系。
具体地，比值A可以通过所述比值A所在的预设区间与所述目标测量电阻Rx具有对应关系。下面具体介绍预设区间与目标测量电阻的一一对应关系是如何确定的。
可以理解的是，如图1所示，通过分压法原理，可以获得电阻与电压的关系。
Figure BDA0002421550580000051
Figure BDA0002421550580000052
如式(3)，通过分压法原理可以表征第一电阻R1、第二电阻R2、电源VCC与第一电压Va的关系。同理，如式(3)，通过分压法原理可以表征第三电阻R3、目标测量电阻Rx、电源VCC与第二电压值Vb的关系。
Figure BDA0002421550580000053
通过式(3)与式(4)相比可以消除公式中的电源VCC，即，可以消除电源VCC精度影响的目标测量电阻的准确性的问题。
可以理解的是，第一电阻R1、第二电阻R2、第三电阻R3都具有一定的精度范围，例如1K±100欧。可以将第一电阻R1、第二电阻R2、第三电阻R3的最低值，例如900(1K-100)欧与第一目标测量电阻的理论值，例如欧洲标准100欧电阻代入式(5)中获得最低范围值m，然后将第一电阻R1、第二电阻R2、第三电阻R3的最高值，例如1.1K(1K+100)欧与第一目标测量电阻的理论值代入式(5)中获得最高范围值n，然后根据最低范围值m与最高范围值n获得一个区间[m,n]。该区间[m,n]表征通过式(5)第一电压Va与第二电压值Vb比值所在的区间，即比值A所在的区间。当通过微处理器100a获得比值A后，微处理器100a查找所述比值A处于区间[m,n]中，便可以确定目标测量电阻的阻值是欧洲标准100欧电阻。
需要说明的是，第一电阻、第二电阻与第三电阻的大小可以不相等，器精度范围也可以不相等。
同理，欧洲标准的220欧、680欧电阻和1.5k欧电阻，甚至是美国标准的150欧和480欧电阻通过上述方法都具有与其一一对应的范围区间，可以将上述范围区间作为预设区间，将预设区间与电阻的对应关系预先保存在微处理器100a中，以便微处理器100a获得在获得比值后，查找所述比值所在的预设区间，通过保存的预设区间与电阻的对应的关系获得目标测量电阻的阻值。
需要说明的是，预设区间是根据式(5)中第一电阻、第二电阻与第三电阻与其对应的电阻精度获得的，且与目标测量电阻具有对应关系，本领域技术人员可以根据不同的电阻可以获得不同的预设区间范围，根据目标测量电阻的数量具有相应数量的对应关系，在本申请实施例中不做具体限定。
由上述可知，采用本申请的实施例可以消除电源VCC误差精度对测量电阻的影响，即，可以不通过电源VCC获得所述目标测量电阻Rx的阻值。电阻的精度一般在百分之一，千分之一，且价格低廉，采用本申请的实施例仅通过提高电阻的精度就可以获得较高精度的目标测量电阻。同时，在本申请的测量装置中消除电源VCC对目标测量电阻精度的影响，仅通提高电阻精度就可以提高目标测量电阻的精度，高精度的电阻价格远远低于高精度电源或高精度运算放大器的价格，从而在不影响目标测量电阻精度的前提下，降低了测量装置的成本。
参见图3，该图为本申请提供的检测装置的又一种测量电阻的装置示意图。
本实施例提供的测量装置，还包括：电压跟随器100b；
所述电压跟随器100b的正输入端连接所述第一电阻R1的第二端；所述电压跟随器100b的负输入端连接所述电压跟随器100b的输出端；
所述电压跟随器100b的输出端连接所述微处理器100a。
电压跟随器100b一方面可以实现信号放大，另一方面可以提高信号稳定性。
需要说明的是，由于微处理器100a处理的是数字信号，而采集的a点的电压为模拟信号，因此，需要通过模数转换器将模拟信号转换为数字信号。微处理器100a一般内部集成有模数转换器，即ADC。
需要说明的是，为了阻止截止频率以上频带的信号通过，所述装置还可以通过RC滤波电路，包括：第四电阻R4和电容C1；
所述第四电阻R4的第一端连接所述电压跟随器100b的输出端，所述第四电阻R4的第二端连接所述微处理器100a；
所述电容C1的第一端连接所述第四电阻R4的第二端，所述电容C1的第二端接地。
当具有截止频率以上频带的信号通过时，给予其较大的衰减，阻止其通过。
需要说明的是，为了测量装置稳定工作，所述装置还可以具有放电电阻，继续参见图3，即，第五电阻R5；
所述第五电阻R5与所述电容C1并联。
在电源波动时，电容C1会随之充放电。并联放电电阻R5，可以防止充放电电流从电容C1一端出发经工作回路回到电容C1的另一端，严重干扰电路稳定工作。
另外，以上各个实施例中，所述第一电阻值和第二电阻值可以为同一个数量级。
为了便于计算，第一电阻和第二电阻的阻值相等。第一电阻和第二电阻的阻值还可以与第三电阻的阻值相等。
需要说明的是，以上各个实施例中的电阻，可以为一个电阻，也可以为多个电阻的串联或者并联组合，或者串并联组合，在此不做限定。
基于以上实施例提供的一种测量电阻的装置，本申请还提供一种应用于以上各个实施例提供的测量装置的测量电阻的方法，下面进行详细说明。
本实施例提供的测量电阻方法，包括：
获取所述第一电阻的第二端的第一电压值与所述第三电阻的第二端的第二电压值；
计算所述第一电压与所述第二电压的比值；
根据所述比值与所述目标测量电阻的对应关系得到所述目标测量电阻的阻值。
上述测量电阻的方法可以适用于各种测量电阻的装置，采用上述方法可以不通过电源VCC获得所述目标测量电阻Rx的阻值，即，可以消除电源VCC误差精度对测量电阻的影响，电阻的精度一般在百分之一，千分之一，且价格低廉，采用本申请的实施例仅通过提高电阻的精度就可以获得较高精度的目标测量电阻。同时，在本申请的测量装置中消除电源VCC对目标测量电阻精度的影响，仅通过提高电阻精度就可以提高目标测量电阻的精度，高精度的电阻价格远远低于高精度电源或高精度运算放大器的价格，从而在不影响目标测量电阻精度的前提下，降低了测量装置的成本。
基于以上实施例提供的测量装置和测量方法，本发明实施例还提供一种电动的车载控制器EVCC，包括以上各个实施例的测量装置。其中，测量装置位于EVCC的内部，即为EVCC的一部分。该EVCC具有通用性，可以降低EVCC的生产成本。
基于以上实施例提供的一种测量装置、测量方法和EVCC，本发明实施例还提供一种电动汽车，包括以上的车载控制器。
本说明书中的各个实施例均采用递进的方式描述，各个实施例之间相同相似的部分互相参见即可，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处。尤其，对于装置实施例而言，由于其基本相似于方法实施例，所以描述得比较简单，相关之处参见方法实施例的部分说明即可。以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，其中所述作为分离部件说明的单元及模块可以是或者也可以不是物理上分开的。另外，还可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部单元和模块来实现本实施例方案的目的。本领域普通技术人员在不付出创造性劳动的情况下，即可以理解并实施。
以上所述仅是本发明的具体实施方式，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，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (9)

1.一种测量电阻的装置，其特征在于，包括：第一电阻、第二电阻、第三电阻和微处理器；
所述第一电阻的第一端连接电源，所述第一电阻的第二端通过所述第二电阻接地；
所述第三电阻的第一端连接所述电源，所述第三电阻的第二端通过目标测量电阻接地；
所述微处理器，用于获取所述第一电阻的第二端的第一电压值与所述第三电阻的第二端的第二电压值的比值，根据所述比值与所述目标测量电阻的对应关系得到所述目标测量电阻的阻值；所述微处理器根据所述比值与所述目标测量电阻的对应关系得到所述目标测量电阻的阻值，具体包括：所述微处理器查找所述比值所在的预设区间，根据所述预设区间与电阻的对应关系得到所述目标测量电阻的阻值，所述预设区间与所述比值一一对应。
2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，还包括：电压跟随器；
所述电压跟随器的正输入端连接所述第二电压；所述电压跟随器的负输入端连接所述电压跟随器的输出端；
所述电压跟随器的输出端连接所述微处理器。
3.根据权利要求2所述的装置，其特征在于，还包括：第四电阻和电容；
所述第四电阻的第一端连接所述电压跟随器的输出端，所述第四电阻的第二端连接所述微处理器；
所述电容的第一端连接所述第四电阻的第二端，所述电容的第二端接地。
4.根据权利要求3所述的装置，其特征在于，还包括：第五电阻；
所述第五电阻与所述电容并联。
5.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述第一电阻和第二电阻为同一个数量级。
6.根据权利要求4所述的装置，其特征在于，所述第一电阻和第二电阻的阻值相等。
7.一种应用于权利要求1-6任一项所述测量装置的测量电阻的方法，其特征在于，所述测量方法包括：
获取所述第一电阻的第二端的第一电压值与所述第三电阻的第二端的第二电压值；
计算所述第一电压与所述第二电压的比值；
根据所述比值与所述目标测量电阻的对应关系得到所述目标测量电阻的阻值，具体包括：查找所述比值所在的预设区间，根据所述预设区间与电阻的对应关系得到所述目标测量电阻的阻值，所述预设区间与所述比值一一对应。
8.一种电动汽车的车载控制器，其特征在于，包括权利要求1-6任一项所述的装置。
9.一种电动汽车，其特征在于，包括权利要求8所述的车载控制器。
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