CN113686458B - 一种测温电路、测温设备及测温方法 - Google Patents

Abstract

本申请公开了一种测温电路、测温设备及测温方法，涉及温度测量领域，有助于在环境温度超过测温电阻精确测量温度阈值时，有助于提高测温电路的测温灵敏度，准确测量所处环境的温度。测温电路包括：测温电阻，分压组件和控制器，测温电阻的阻值随着测温电阻所处环境的温度的升高而减小。分压组件与测温电阻串联。用于在测温电阻的阻值小于阈值时，控制分压组件的电阻的阻值为第一阻值，在测温电阻的阻值大于等于该阈值时，控制分压组件的电阻的阻值为第二阻值，第二阻值小于第一阻值；其中，测温电阻两端的电压用于表征测温电阻所处环境的温度。该测温电路可以应用于蒸烤箱，微波炉，空调或者冰箱等需要测量温度的场景。

Description

一种测温电路、测温设备及测温方法

技术领域

本申请涉及温度测量领域，尤其涉及一种测温电路、测温设备及测温方法。

背景技术

在现有技术中，由于负温度系数金属具有阻值随着温度的变化而变化的特性，因此用负温度系数金属作为电阻组成测温电路十分常见。例如，蒸烤箱中的测温电路基于负温度系数金属的热效应进行温度测量，其中，负温度系数金属的热效应即电阻的阻值随温度的变化而变化的特性，测量出电阻阻值后进行模数转换，根据温度与阻值模数转换后的值的对应关系得到测量蒸烤箱内温度。由于温度的检测精度对蒸烤箱性能的影响至关重要。在蒸烤箱的设计中，感温元件测温的准确性对蒸烤箱温度检测精度起着决定性影响。

虽然负温度系数金属电阻会随着温度变化而变化，但是，受限于负温度系数电阻的特性以及模数转换的特性，在负温度系数电阻达到阈值后，测温电阻的阻值随着温度变化而变化的程度趋于平缓，导致模数转换后的值可能对应多个温度，进一步导致使用负温度系数金属作为电阻的测温电路的测温灵敏度下降，不能准确测出当前温度。

发明内容

本申请提供一种测温电路、测温设备及测温方法，根据测温电阻的阻值与温度的对应关系测量温度，在测量温度超过阈值时，改变测温电阻两端电压，以电压表征测温电阻所处环境的温度，有助于提高测温电路测量温度的准确性。

为达到上述目的，本申请的实施例采用如下技术方案：

第一方面、一种测温电路，包括：

测温电阻，测温电阻的阻值随着测温电阻所处环境的温度的升高而减小。

分压组件，分压组件与测温电阻串联。控制器，用于在测温电阻的阻值小于阈值时，控制分压组件的电阻的阻值为第一阻值，在测温电阻的阻值大于等于阈值时，控制分压组件的电阻的阻值为第二阻值，第二阻值小于第一阻值。其中，测温电阻两端的电压用于表征测温电阻所处环境的温度。

在一种可能的实现方式中，分压组件包括：第一电阻，第一电阻的第一端与测温电阻的第二端连接。测温电阻的第一端接地。第二电阻，第二电阻的第一端分别与测温电阻的第二端和第一电阻的第一端连接。开关电路，开关电路与第二电阻的第二端连接。

控制器，具体用于在测温电阻的阻值小于阈值时，控制开关电路，使得第二电阻的第二端与第一电阻的第二端断连。并在测温电阻的阻值大于等于阈值时，控制开关电路，使得第二电阻的第二端与第一电阻的第二端连接，其中第一电阻的阻值为第一阻值。第二阻值等于第一电阻与第二电阻并联后的阻值。

在一种可能的实现方式中，开关电路的第一端、第二端和第三端分别用于连接控制器、第二电阻的第二端和第一电阻的第二端。控制器，具体用于：在测温电阻的阻值小于阈值时，向开关电路的第一端输入第一信号，第一信号用于控制开关电路管的第二端和第三端断连，以使得第二电阻的第二端与第一电阻的第二端断连。在测温电阻的阻值大于等于该阈值时，向开关电路的第一端输入第二信号，第二信号用于控制开关电路的第二端和第三端连接，以使得第二电阻的第二端与第一电阻的第二端连接。

在一种可能的实现方式中，开关电路是P-MOS管。

在一种可能的实现方式中，第一电阻的阻值为第二电阻的阻值的5-10倍。

在一种可能的实现方式中，测温电阻是金属电阻。

由于测温电阻的物理性质，当测温电阻大于阈值时，测温电阻所处环境温度改变测温电阻的阻值变化较小，测温电路对温度的测量精确度降低，通过改变分压组件的整体阻值，使得测温电阻两端的电压增大，测温电阻的阻值改变时，测温电阻两端的电压的变化明显，提升了测温电路的测量精确度。

第二方面，本申请提供一种测温芯片，测温芯片包括第一方面的测温电路。

第三方面，本申请提供一种电源驱动板，电源驱动板第一方面测温电路。

第四方面，电子设备第三方面的电源驱动板。

在一种可能的实现方式中，电子设备是蒸烤箱微波炉，空调或者冰箱等家电设备。

第五方面，一种测温方法，应用于测温电路，测温电路包括：测温电阻和分压组件，方法包括：获取测温电阻的阻值，其中，测温电阻的阻值随着测温电阻所处环境的温度的升高而减小。在测温电阻的阻值小于阈值时，控制分压组件的电阻的阻值为第一阻值，在测温电阻的阻值大于等于阈值时，控制分压组件的电阻的阻值为第二阻值，第二阻值小于第一阻值。其中，测温电阻两端的电压用于表征测温电阻所处环境的温度。

应当理解的是，本申请实施例的第二方面至第五方面技术方案及对应的可能的实施方式所取得的有益效果可以参见上述对第一方面及其对应的可能的设计，此处不再赘述。

附图说明

图1为本申请实施例提供的一种测温电路的结构示意图；

图2为本申请实施例提供的一种测温电路的结构示意图；

图3为本申请实施例提供的一种测温电路的电路图；

图4为本申请实施例提供的一种测温电阻与所处环境温度的关系图；

图5为本申请实施例提供的一种测温电路测温的流程图。

具体实施方式

在本申请实施例中，“示例性的”或者“例如”等词用于表示作例子、例证或说明。本申请实施例中被描述为“示例性的”或者“例如”的任何实施例或设计方案不应被解释为比其它实施例或设计方案更优选或更具优势。确切而言，使用“示例性的”或者“例如”等词旨在以具体方式呈现相关概念。

在本申请的实施例中，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本申请的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。

本申请提供了一种测温电路，测温电路如图1所示：

一种测温电路，包括：控制器100、分压组件200和测温电阻300。

其中，测温电阻300的阻值随着测温电阻300所处环境的温度的升高而减小。分压组件与测温电阻300串联。

控制器100用于在测温电阻300的阻值小于阈值时，控制分压组件的电阻为第一电阻，在测温电阻300的阻值大于等于该阈值时，控制分压组件的电阻为第二电阻，第二电阻小于第一电阻。

其中，测温电阻300两端的电压用于表征测温电阻300所处环境的温度。

在一种可能的实现方式中，测温电阻300为负温度系数电阻。可选的，测温电阻300为负温度系数金属电阻。

如图1所示的测温电路可以用于测量蒸烤箱内部温度。该测温电路也可以用于测量微波炉、空调或冰箱等家电设备内部温度。当然，该测温电路还可以应用于测量其他设备的温度，本申请实施例对此不进行限定。

需要说明的是，当测温电阻300的阻值小于阈值时，测温电阻300的阻值与测温电阻300所处环境温度存在对应关系，且对应关系的斜率大于第一阈值。也就是说，随着温度的变化，测温电阻300的阻值随之变化且变化明显。在测温电阻300的阻值大于等于阈值时，测温电阻300的阻值与测温电阻300所处环境温度存在对应关系，且对应关系的斜率小于等于第一阈值。也就是说，随着温度的变化，测温电阻300的阻值随之变化且变化不明显。

需要说明的是，测温电阻的阻值的阈值根据测温电阻的物理性质决定，将测温电阻阻值进行模数转换，在小于测温电阻的阻值阈值时，测温电阻的阻值对应的模数与温度一一对应，在大于等于测温电阻的阻值的阈值时，测温电阻的阻值对应的模数与温度存在多对一的情况。第一阈值为图4中M点对应的电阻阻值与温度对应的斜率。

在当测温电阻300的阻值小于预设值时，随着温度的变化，测温电阻300的阻值随之变化且变化明显，可根据测温电阻300的阻值计算出测温电阻300的分压，根据测温电阻300的电压与温度的对应关系，可以获取测温电阻300所处环境温度。

当测温电阻300的阻值大于等于预设值时，随着温度的变化，测温电阻300的阻值随之变化但是与测温电阻的阻值小于预设值相比变化不明显，测温电路测量温度的精确度下降，控制器控制分压组件200的阻值减小，根据电路分压特性，测温电阻300的电压增大，电压变化明显，提高测温电路测量温度的精确度，根据测温电阻300的阻值计算测温电阻300的分压，根据测温电阻300两端电压与温度的对应关系，可以获取测温电阻300所处环境温度。

由于测温电阻300的物理性质，导致测温电阻300的阻值大于阈值时，温度变化测温电阻300的阻值随之变化，但变化不明显，导致测温电路测量温度的精确性下降，通过分压组件200调整测温电阻300的分压，以使得测温电阻300的阻值有微小的变化都会反映在测温电阻300两端的电压上。通过电压计算测温电阻300所处的环境温度，保证了测温电路测量温度的精确性。

本申请实施例对分压组件200的具体实现方式不进行限定。

在一种可能的实现方式中，测温电路如图2所示：

其中，分压组件200包括：第一电阻201、第二电阻202和开关电路203。

测温电阻300的第一端300A接地，第二端300B与第一电阻201的第一端201A连接，第二电阻202的第一端202A分别连接测温电阻300的第二端300B与第一电阻201的第一端201A。开关电路203与第二电阻202的第二端202A连接，控制器100与开关电路203连接。

当测温电阻300的阻值小于阈值时，控制开关电路203，使得第二电阻202的第二端202B与第一电阻201的第二端201B断连，该情况下，第一电阻201作为测温电阻300的分压电阻；并在测温电阻300的阻值大于等于阈值时，控制开关电路203，使得第二电阻202的第二端202B与第一电阻201的第二端201B连接，该情况下，第一电阻201与第二电阻202并联，且并联后的电阻作为测温电阻300的分压电阻。

该可能的实现方式，可以在不直接替换分压电阻的情况下，改变测温电阻300的分压，便于对测温电路进行操控。

可选的，第二电阻202小于第一电阻201，第一电阻的阻值201为第二电阻202的阻值的5-10倍。第一电阻与第二电阻并联后，阻值变化较大，测温电阻300的分压变化较大，有助于用电压更清晰的表征测得的温度。

本申请实施例对开关电路300的具体实现方式不进行限定。

在一种可能的实现方式中，开关电路203的第一端231A、第二端203B和第三端203C分别用于连接控制器100、第二电阻201的第二端201B和第一电阻202的第二端202B。该情况下，控制器100，具体用于：

在测温电阻300的阻值小于阈值时，向开关电路203的第一端203A输入第一信号，第一信号用于控制开关电路的第二端203B和第三端203C断连，以使得第二电阻202的第二端202B与第一电阻201的第二端201B断连。

在测温电阻的阻值大于等于阈值时，向开关电路203的第一端203A输入第二信号，第二信号用于控制开关电路的第二端203B和第三端203C连接，以使得第二电阻202的第二端202B与第一电阻201的第二端201B连接。

示例的，开关电路203可以是P沟金属氧化物半导体场效应晶体管(P-Metal-Oxide-Semiconductor，P-MOS)等，开关电路203的第一端、第二端和第三端可以分别是P-MOS的G(栅极)、S(源极)和D(漏极)第一信号可以是高电平信号，第二信号可以是低电平信号。

在一种可能的实现方式中，测温电路图如图3所示。其中，

测温电路还包括电源，例如，电源用于提供5V电压，测温电路还包括保护电阻A、保护电阻B、保护电阻C、滤波电容D和滤波电容E。其连接关系如图3所示。其中，控制器100为负温度系数芯片，测温电阻300为负温度系数金属电阻，开关电路203为P-MOS管。

需要说明的是，P-MOS管具备高电平电流截断，低电平电流连通的特性。

当控制器100检测到测温电阻300的阻值小于阈值时，控制器100控制电路输出可以使P-MOS截断的高电平信号，此时第二电阻202从电路中断连，第一电阻201与测温电阻300串联，测温电阻300的阻值与测温电阻300所处环境的温度关系如图4中M点左侧所示。根据电路图分压原理计算测温电阻的分压，根据分压与温度的关系用分压表征温度。

其中，计算分压公式如下：

其中V总为电路总电压，R300为测温电压的阻值，R201为第一电阻的阻值。

当检测到测温电阻300的阻值大于等于阈值时，NTC-EN控制电路输出使P-MOS连通的低电平电流，此时第二电阻202从电路中联通，第一电阻201第二电阻202并联后与测温电阻300串联，测温电阻300的阻值与测温电阻300所处环境的温度关系如图4中M点右侧所示。根据电路图分压原理计算测温电阻的分压，根据分压与温度的关系用分压表征温度。

计算分压公式如下：

其中V总为电源，R300为测温电压的阻值，R201为第一电阻的阻值,R202为第二电阻的阻值。

需要说明的是，图4表示测温电阻的阻值与测温电阻所处环境的对应关系。纵轴为测温电阻的阻值，横轴测温电阻阻值对应的温度，图4中M点为测温电阻阻值进行模数转换时，电阻经过模数转换后一个模数值对应一个温度值和电阻经过模数转换后多个模数值对应一个温度值的分界点。

本申请提供了一种测温电路测量温度的方法，如图5所示。

S101，获取测温电阻的阻值。

其中，测温电阻300的阻值随着测温电阻所处环境的温度的升高而减小。

S102，在测温电阻的阻值小于阈值时，控制分压组件的电阻为第一电阻，在测温电阻的阻值大于等于阈值时，控制分压组件的电阻为第二电阻，第二电阻小于第一电阻。

其中，测温电阻300两端的电压用于表征测温电阻所处环境的温度。

测温电阻300的阻值小于阈值时，测温电阻300的阻值随着所处环境温度的变化而明显变化，测温电路中测温电阻300的电压变化明显。当测温电阻300的阻值大于等于阈值时，测温电阻300的阻值随着所处环境温度的变化但是与测温电阻300的阻值小于阈值相比变化不明显，控制器控制分压组件电压减小，增大测温电阻的电压，以使得测温电阻的微小的变化反映在测温电阻两端的电压上。有助于提高测温电路测量温度的准确性。

本申请提供一种电源驱动板，电源驱动板包括本申请提供的测温电路，相应的本申请提供一种电子设备，电子设备该电源驱动板。

在一种可能的实现方式中，该电子设备可以为蒸烤箱，微波炉，冰箱或者空调，该电源驱动板为蒸烤箱，微波炉，冰箱或者空调内温度测量的驱动板，本申请提供的测温电路可以测量蒸烤箱，微波炉，冰箱或者空调运行时内部的温度。

关于电源驱动板、电子设备和温电路测量温度的方法的有益效果的描述，均可以参考上述对相应检测电路的有益效果的描述，此处不再赘述。

以上所述，仅为本申请的具体实施方式，但本申请的保护范围并不局限于此，任何在本申请公开的技术范围内的变化或替换，都应涵盖在本申请的保护范围之内。因此，本申请的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。

Claims (9)

1.一种测温电路，其特征在于，包括：

测温电阻，所述测温电阻的阻值随着所述测温电阻所处环境的温度的升高而减小；

分压组件，所述分压组件与所述测温电阻串联；所述分压组件包括：第一电阻，所述第一电阻的第一端与所述测温电阻的第二端连接；所述测温电阻的第一端接地；第二电阻，所述第二电阻的第一端分别与所述测温电阻的第二端和所述第一电阻的第一端连接；开关电路，所述开关电路与所述第二电阻的第二端连接；

控制器，用于在所述测温电阻的阻值小于阈值时，控制所述分压组件的阻值为第一阻值，所述第一阻值等于所述第一电阻的阻值，具体为控制所述开关电路，使得所述第二电阻的第二端与所述第一电阻的第二端断连；在所述测温电阻的阻值大于等于所述阈值时，控制所述分压组件的阻值为第二阻值，所述第二阻值等于所述第一电阻与所述第二电阻并联后的阻值，具体为控制所述开关电路，使得所述第二电阻的第二端与所述第一电阻的第二端连接；所述第二阻值小于所述第一阻值；其中，所述测温电阻两端的电压用于表征所述测温电阻所处环境的温度。

2.根据权利要求1所述的测温电路，其特征在于，

所述开关电路的第一端、第二端和第三端分别用于连接所述控制器、所述第二电阻的第二端和所述第一电阻的第二端；

所述控制器，具体用于：

在所述测温电阻的阻值小于所述阈值时，向所述开关电路的第一端输入第一信号，所述第一信号用于控制所述开关电路的第二端和第三端断连，以使得所述第二电阻的第二端与所述第一电阻的第二端断连；

在所述测温电阻的阻值大于等于所述阈值时，向所述开关电路的第一端输入第二信号，所述第二信号用于控制所述开关电路的第二端和第三端连接，以使得所述第二电阻的第二端与所述第一电阻的第二端连接。

3.根据权利要求1所述的测温电路，其特征在于，所述第一电阻的阻值为所述第二电阻的阻值的5-10倍。

4.根据权利要求1至3任一项所述的测温电路，其特征在于，所述测温电阻是金属电阻。

5.一种测温芯片，其特征在于，所述测温芯片包括如权利要求1至4任一项所述的测温电路。

6.一种电源驱动板，其特征在于，所述电源驱动板包括如权利要求1至4任一项所述的测温电路。

7.一种电子设备，其特征在于，所述电子设备包括权利要求6所述的电源驱动板。

8.根据权利要求7所述的电子设备，其特征在于，所述电子设备是蒸烤箱微波炉，空调或者冰箱。

9.一种测温方法，其特征在于，应用于如权利要求1～4中任一项所述的测温电路，所述测温电路包括：测温电阻和分压组件，所述方法包括：

获取所述测温电阻的阻值，其中，所述测温电阻的阻值随着所述测温电阻所处环境的温度的升高而减小；

在所述测温电阻的阻值小于阈值时，控制所述分压组件的电阻的阻值为第一阻值，在所述测温电阻的阻值大于等于所述阈值时，控制所述分压组件的电阻的阻值为第二阻值，所述第二阻值小于所述第一阻值；

获取所述测温电阻两端的电压，并基于所述测温电阻两端的电压确定所述测温电阻所处环境的温度。