CN111765983B - 一种插座型室温采集器的电路及测温修正方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种插座型室温采集器的电路及测温修正方法，解决了现有技术中插座型室温测量存在准确度较低的问题，具有降低插座自身热量，提高室温测量准确度的有益效果，具体方案如下：一种插座型室温采集器的电路，包括超级电容、电源输入端、电源输出端、控制电路、供电电路和用于测量室温的测温电路，供电电路与超级电容连接向超级电容供电，且超级电容与控制电路、测温电路分别单独连接，在电源输入端与外接电源之间设置开关，开关与控制电路连接。
Description
技术领域
本发明涉及插座领域，尤其是一种插座型室温采集器的电路及测温修正方法。
背景技术
本部分的陈述仅仅是提供了与本发明相关的背景技术信息，不必然构成在先技术。
目前，插座型室温采集器具有取电方便、不影响原有屋内布局等优势，近年来在国内越来越受欢迎。其在插座内设置温度传感器或其他采集温度装置来进行室温的采集，采集装置直接从插座内部电源取电。但发明人发现，此种类型的插座型室温采集器采集的温度存在如下两方面的问题：
首先，插座处设置的温度传感器通过220V取电，而温度传感器工作电压需要通过变压器来转换电压，而变压电路本身散热严重，从而影响到所采集室温数据的准确度。现有修正技术一般采用固定常数补偿的修正方式，而不同型号的变压器之间、相同型号不同批次的变压器之间散热情况也不尽相同，相应现有获得的修正后的室温数据也不够准确；
第二，插座通常会外接电器，电器使用时电流通过插座内部也会产生大量热量，进一步导致测量的室温数据不准确。而不同的外接电器所产生的热量也有差异，对温度测量的准确度有非常大的影响。
发明内容
针对现有技术存在的不足，本发明的目的是提供一种插座型室温采集器的电路，可降低插座自身产生的热量，避免采集到室温受到插座自身产生的热量影响，而且能够通过采样电阻获取外接电器的功率，以有利于对室温数据进行补偿修正，提高修正室温的准确度。
为了实现上述目的，本发明是通过如下的技术方案来实现：
一种插座型室温采集器的电路，包括超级电容、电源输入端、电源输出端、控制电路、供电电路和用于测量室温的测温电路，供电电路与超级电容连接向超级电容供电，且超级电容与控制电路、测温电路分别单独连接，在电源输入端与外接电源之间设置开关，开关与控制电路连接。
上述的电路中，电源输入端用于同外接电源连接，电源输入端用于同外接电器连接，通过超级电容的设置，超级电容可实现电能的储存，断开外接电源后，由超级电容可向测温电路和控制电路供电，这样在设定时间后再测量室温，可使得测量值不受电路自身电源散热的影响，有利于插座测温的准确性。
如上所述的一种插座型室温采集器的电路，还包括采样电路，采样电路与所述的控制电路、超级电容分别单独连接，且采样电路包括临近所述电源输出端设置的采样电阻，通过采样电阻的设置，形成检测电路，可便于对外接电器功率的获取，从而根据外接电器的功率进行温度补偿，进一步提高室温数据获取的准确度。
如上所述的一种插座型室温采集器的电路，所述采样电阻的阻值为0.05-0.5R。
如上所述的一种插座型室温采集器的电路，所述开关为光电继电器，常态下光电继电器闭合，当控制电路给其信号后，则可实现断开，进而实现外接电源与电源输入端的断开。
如上所述的一种插座型室温采集器的电路，所述超级电容为锂超级电容，锂超级电容充电时间快，可支持控制电路维持1小时的工作，而这段时间内若无外接电器，则插座内部自身散热已经完成，可有效提高室温测量的准确度。
第二方面，本发明还提供了一种室温采集器插座的测温修正方法，采用所述的一种插座型室温采集器的电路。
如上所述的一种室温采集器插座的测温修正方法，包括如下内容：
插座的供电电路向超级电容供电，当超级电容储存满电或电量达到设定要求后，发送信号至控制电路，控制电路通过开关断开，由超级电容进行供电；
或者，由控制电路定时采集电路中的电流，采集电流前控制电路控制开关断电，断电后由超级电容进行供电；
在超级电容供电期间，控制电路继续采集电流，并持续设定时间，若没有检测到电流发生变化，设定时间后，控制电路控制测温电路获得实测温度，该实测温度即为室温实际温度；
若控制电路检测到电流发生变化，且持续设定时间，表示有外接电器，则根据补偿计算方程和测温电路获得的实测温度，来修正室温。
如上所述的一种室温采集器插座的测温修正方法，修正室温的具体包括如下内容：
根据检测的异常电流计算出插座外接电器的功率；
根据实测温度、外接电器的功率计算出温度补偿系数；
根据实测温度、温度补偿系数获得修整后的室温。
如上所述的一种室温采集器插座的测温修正方法，在外接电器停止使用设定时间后，控制电路控制测温电路重新进行测温，获得实测温度即为室温，无需补偿。
如上所述的一种室温采集器插座的测温修正方法，所述根据实测温度、外接电器的功率计算出温度补偿系数的计算公式如下：
其中，tc为实测温度；单位℃
k为补偿系数；单位/w
P为外接电器功率；单位w
r为插座供电部分内阻；单位Ω
aB为表面散热系数，可根据插座外壳材质查询获得；
SB为插座表面积；单位m2
U为对外供电电压；
所述根据温度补偿系数获得修整后的室温的计算公式如下：
t＝tc×(1-kP)
t为修正后的室温；单位℃
tc为实测温度；单位℃。
上述本发明的有益效果如下：
1)本发明通过整体的设置，可在测量室温时，有效避免插座外接电源产生热量对温度采集数据的影响，而不是单纯通过固定参数进行补偿，从而提高采集室温数据的准确度，而且不受变压器型号的限制，都可通用，整体适用范围广；而且通过采样电路实现对外接电器功率的获取，来修正室温数据，进一步保证室温数据采集的准确度。
2)本发明通过超级电容和开关的设置，可实现由超级电容向控制电路和测温电路供电，切断外接电源，避免变压器产生的热量影响到室温数据的采集。
3)本发明测温修正方法中，根据采样电阻，可获取外接电器的功率，并根据实际采集到的室温来修正室温数据，具有针对外接电器的针对性，可进一步提高获取室温数据的准确度。
附图说明
构成本发明的一部分的说明书附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。
图1是本发明根据一个或多个实施方式的一种插座型室温采集器的电路的示意图。
图中：为显示各部位位置而夸大了互相间间距或尺寸，示意图仅作示意。
其中：1.电源输入端，2.电源输出端，3.采样电阻，4.光电继电器，5.变压器，6.供电电路，7.超级电容，8.控制电路。
具体实施方式
应该指出，以下详细说明都是例示性的，旨在对本发明提供进一步的说明。除非另有指明，本发明使用的所有技术和科学术语具有与本发明所属技术领域的普通技术人员通常理解的相同含义。
需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本发明的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非本发明另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合；
为了方便叙述，本发明中如果出现“上”、“下”、“左”“右”字样，仅表示与附图本身的上、下、左、右方向一致，并不对结构起限定作用,仅仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的设备或元件必须具有特定的方位，以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
术语解释部分：本发明中的术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或为一体；可以是机械连接，也可以是电连接，可以是直接连接，也可以是通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部连接，或者两个元件的相互作用关系，对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明的具体含义。
正如背景技术所介绍的，现有技术中插座自身电源散热严重，影响到室温测量准确度的问题，为了解决如上的技术问题，本发明提出了一种插座型室温采集器的电路及测温修正方法。
本发明的一种典型的实施方式中，参考图1所示，一种插座型室温采集器的电路，包括电源输入端1、供电电路6、电源输出端2、测温电路和控制电路8，控制电路与测温电路、供电电路分别单独连接，电源输入端1用于连接外接电源，电源输出端用于插座与外接电器连接，供电电路6的输入端与电源输入端连接，供电电路的输出端与测温电路、电源输出端分别单独连接，用于向插座的外接设备和温度传感器供电，供电电路被配置为对插座的电源输入端输入的交流电压通过变压器5进行降压处理，并将降压处理后的电压转换为预设直流电压。
容易理解的是，测温电路中设置温度传感器，通过温度传感器对温度进行采集，温度传感器可以是热电偶，热电偶的测温电路为现有技术，不再赘述。
常态下，由供电电路通过外接电源，一般外接电源电压为220V，向测温电路和外接电源供电。
其中，在电路中设置超级电容7，供电电路与超级电容7连接，供电电路向超级电容供电，在电源输入端与外接电源之间设置开关，开关、超级电容分别与控制电路单独连接，这样常态下，供电电路向超级电容供电，当超级电容储存满电后，发送信号至控制电路，控制电路通过对控制开关发送信号，测温电路与超级电容导通，由超级电容进行供电，具体对测温电路、控制电路和采样电路进行供电。
超级电容不仅可实现充电储能，也可以实现放电，超级电容不仅体积小，可设置于插座内侧，而且超级电容直接供电，无需变压器5进行转换，相应其在工作状态不会产生较多的热量，使得插座进入低功耗状态。
这样在设定时间后，控制电路控制测温电路测量室温，获得实测温度，从而大大降低插座自身电源产生热量对室温准确度的影响。
具体地，在一些示例中，超级电容选择锂超级电容，即锂离子超级电容，具有循环寿命长的特点，且可靠性较好。当然，可以理解的是，也可采用其他类型的超级电容。
进一步，控制电路为单片机电路，锂超级电容可以五分钟充电90％，支持单片机电路(包含测温和无线)工作1小时以上；
另外，在电源输入端与外接电源之间设置的开关优选光电继电器4，其集成了驱动电路，且支持常闭触点进行工作，通过光电继电器4的打开，使得插座切断与电源输入端220V的连接，使得超级电容向测温电路、控制电路和采样电路进行供电，在其他示例中，也可以采用其他类型的控制开关。
因插座是供用户外接用电器的，为了对外接电器的电流进行采集，还设置了采样电路，采样电路与控制电路、超级电容分别单独连接，采样电路为常用的电流采样电路，该采样电路临近电源输出端设置，这样常态下未接外接电器时，采样电路采集到的电流为零，当有外接电器时，采样电路采集到的电流会发生变化。
进一步，在插座火线中串联采样电阻3，采样电阻靠近电源输出端设置，即设置在内部电源电路和测温电路的后方，保证只采集到外接电器用电情况，方便进行判定；采样电路的其他结构均为现有技术，且采样电路中通过放大器5进行信号的放大。
采样电阻3的阻值在0.05-0.5R之间，功率为10W，当电阻为0.1R时，可通过的最大电流为10A(五孔插座的标准),可根据插座的不同选择不同的采样电阻3，这样便于通过电流可计算出插座外接电器的功率，并由控制电路记录外接电器的使用开始、结束和持续时间。
然后再根据补偿计算公式可计算出温度补偿系数，并获得修整后的室温数据。
具体地，一种室温采集器插座的测温修正方法，包括如下内容：
插座的供电电路向超级电容供电，当超级电容储存满电后，发送信号至控制电路，控制电路通过开关断开，由超级电容向温度传感器进行供电；或者，由控制电路通过采样电路定时采集电流，采集电流前控制电路控制开关断电，断电后由超级电容进行供电；
在超级电容供电期间，继续采集电流，持续设定时间如15分钟，没有电流，则认定无外接电器，且此时内部产生的热量散热完成，此时测温电路采集实测温度，并上传至控制电路；
若控制电路通过采集电流，发现电流有变化，而且持续设定的时间，即发现有外接电器，则根据采集到的电流计算出插座外接电器的功率，并通过控制电路记录外接电器的使用开始、结束和持续时间；
根据实测温度、外接电器的功率计算出温度补偿系数；
温度补偿系数的计算公式如下：
其中，tc为实测温度；单位℃
k为温度补偿系数；单位/w
P为外接电器功率；单位w
r为插座供电部分内阻；单位Ω
aB为表面散热系数，可根据插座外壳材质查询获得；
SB为插座表面积；单位m2
U为对外供电电压；
根据实测温度、温度补偿系数获得修整后的室温。
根据温度补偿系数获得修整后的室温的计算公式如下：
t＝tc×(1-kP)
t为修正后的室温；单位℃
tc为实测温度；单位℃。
需要注意的是，如果测温前设定时间内外接电器功率有变化，则按照使用时间进行加权平均后得出平均功率，再进行计算。
以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (8)
1.一种室温采集器插座的测温修正方法，基于一种插座型室温采集器的电路，包括超级电容、电源输入端、电源输出端、控制电路、供电电路和用于测量室温的测温电路，供电电路与超级电容连接向超级电容供电，且控制电路与测温电路、超级电容分别单独连接，在电源输入端与外接电源之间设置开关，开关与控制电路连接；
所述的修正方法，其特征在于，包括如下内容：
插座的供电电路向超级电容供电，当超级电容储存满电或电量达到设定要求后，发送信号至控制电路，控制电路通过开关断开，由超级电容进行供电；
或者，由控制电路定时采集电路中的电流，采集电流前控制电路控制开关断电，断电后由超级电容进行供电；
在超级电容供电期间，控制电路继续采集电流，并持续设定时间，若没有检测到电流发生变化，设定时间后，控制电路控制测温电路获得实测温度，该实测温度即为室温实际温度；
若控制电路检测到电流发生变化，且持续设定时间，表示有外接电器，则根据补偿计算方程和测温电路获得的实测温度，来修正室温。
2.根据权利要求1所述的一种室温采集器插座的测温修正方法，其特征在于，还包括采样电路，采样电路与所述的控制电路、所述超级电容分别单独连接，且采样电路包括临近所述电源输出端设置的采样电阻。
3.根据权利要求2所述的一种室温采集器插座的测温修正方法，其特征在于，所述采样电阻的阻值为0.05-0.5R。
4.根据权利要求1所述的一种室温采集器插座的测温修正方法，其特征在于，所述开关为光电继电器。
5.根据权利要求1所述的一种室温采集器插座的测温修正方法，其特征在于，所述超级电容为锂超级电容。
6.根据权利要求1所述的一种室温采集器插座的测温修正方法，其特征在于，所述修正室温的具体包括如下内容：
根据检测的异常电流计算出插座外接电器的功率；
根据实测温度、外接电器的功率计算出温度补偿系数；
根据实测温度、温度补偿系数获得修整后的室温。
7.根据权利要求1所述的一种室温采集器插座的测温修正方法，其特征在于，在外接电器停止使用设定时间后，重新进行测温，获得实测温度即为室温，无需补偿。
8.根据权利要求1所述的一种室温采集器插座的测温修正方法，其特征在于，所述根据实测温度、外接电器的功率计算出温度补偿系数的计算公式如下：
其中，tc为实测温度；单位℃
k为补偿系数；单位/w
P为外接电器功率；单位w
r为插座供电部分内阻；单位Ω
aB为表面散热系数，可根据插座外壳材质查询获得；
SB为插座表面积；单位m2
U为对外供电电压；
所述根据温度补偿系数获得修整后的室温的计算公式如下：
t＝tc×(1-kP)
t为修正后的室温；单位℃
tc为实测温度；单位℃。
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