CN115307771A - 基于ntc传感器的温度测量电路及方法 - Google Patents

Abstract

本公开提供涉及温度测量技术领域的一种基于NTC传感器的温度测量电路及方法，包括：控制子电路、电源、多个串联的NTC子电路、比例计算子电路，NTC子电路和比例计算子电路与控制子电路连接，电源与处于串联首端的NTC子电路连接，比例计算子电路第一端与串联尾端的NTC子电路连接，比例计算子电路第二端接地；NTC子电路包括固定电阻、与固定电阻并联的NTC传感器和第一稳压管，比例计算子电路包括比例电阻、与比例电阻并联的第二稳压管；相邻NTC子电路中靠近首端的第一稳压管的正极与靠近尾端的第一稳压管的负极连接，比例计算子电路以及每一NTC子电路均分别与待测温目标元器件并联。提高了测量温度的准确度。

Description

基于NTC传感器的温度测量电路及方法

技术领域

本公开涉及温度测量技术领域，特别是涉及一种基于NTC传感器的温度测量电路及方法。

背景技术

在温度测量的场景中，通常NTC（Negative Temperature Coefficient，负温度系数）温度传感器进行温度测量，NTC温度传感器制造简单且测温精度高，测温精度成本低，测量范围广，测温范围为-40℃到120℃，能够满足宽范围、高精度、低成本、密集测温的应用场景。

相关场景中，通常是测量NTC温度传感器的电压，进而根据电压计算NTC温度传感器的电阻值，在采用查表法或者关系式计算的方法，得到NTC温度传感器测量到的温度值。然而测量NTC温度传感器的电压时，电流精度或者电压波动都会影响测量温度的准确度。并且，当NTC温度传感器安装的位置电磁环境不良时，容易干扰或者烧毁测量电路。此外，计算NTC温度传感器的电阻值，其算法相对复杂，占用MCU（Micro-controller Unit,微控制单元）的计算资源。最后，当传感器出现故障时，故障原因不容易排查。从而增加了NTC温度传感器的应用难度与维护难度。

发明内容

为解决相关场景中测量温度的准确度较低、当传感器出现故障时，故障原因不容易排查的技术问题，本公开提供一种基于NTC传感器的温度测量电路及方法。

为此，本公开实施例的第一方面，提供一种基于NTC传感器的温度测量电路，所述温度测量电路包括：

控制子电路、电源、多个串联的NTC子电路、比例计算子电路，每一所述NTC子电路均与所述控制子电路连接，所述比例计算子电路与所述控制子电路连接，所述电源与处于串联首端的所述NTC子电路连接，所述比例计算子电路的第一端与处于串联尾端的所述NTC子电路连接，所述比例计算子电路的第二端接地；

所述NTC子电路中包括至少一个固定电阻、与所述至少一个固定电阻并联的NTC传感器以及所述至少一个固定电阻并联的第一稳压管，所述比例计算子电路中包括至少一个比例电阻以及与所述至少一个比例电阻并联的第二稳压管，所述比例电阻的阻值与所述固定电阻的阻值相同；

相邻两个所述NTC子电路中靠近串联首端的所述NTC子电路的第一稳压管的正极、与靠近串联尾端的所述NTC子电路的第一稳压管的负极连接，所述比例计算子电路中第二稳压管的负极与处于串联尾端的NTC子电路的第一稳压管的正极连接，所述比例计算子电路以及每一所述NTC子电路均分别与待测温目标元器件并联；

所述控制子电路用于，根据各所述NTC子电路中第一稳压管的阻态，从所述NTC子电路中确定目标NTC子电路，并根据所述目标NTC子电路两端的电压、所述比例计算子电路两端的电压、所述目标NTC子电路中所述固定电阻的阻值以及所述比例电阻的阻值，计算各所述目标NTC子电路中对应的NTC传感器的阻值，并根据所述目标NTC子电路NTC传感器的阻值以及预设的线性电阻-温度表，确定所述待测温目标元器件的温度。

在其中一种实施方式中，所述控制子电路用于：

根据所述目标NTC子电路NTC传感器的阻值以及需求温度精度，从所述预设的线性电阻-温度表中截取区间电阻-温度表；

根据所述区间电阻-温度表中温度构建电阻-温度数组，其中，所述电阻-温度数组的起始温度为T₀,所述电阻-温度数组中行间温度差为T_rd，列间温度差为T_cd，T_cd = T_rd *（N-1），N为温度数组重数组行的总数；

确定各所述目标NTC子电路NTC传感器的阻值R_NTCm在所述电阻-温度数组中的数据位置；并根据所述行间温度差、所述目标NTC子电路NTC传感器的阻值、所述行内电阻均差以及所述数据位置对应的电阻值R_n，计算得到线性计算差值T_c；

根据所述线性计算差值T_c、所述起始温度T₀、列间温度差T_cd、行间温度差T_rd以及，确定所述待测温目标元器件的温度。

在其中一种实施方式中，通过如下公式计算所述待测温目标元器件的温度T_m：

T_m=T₀+T_cd*a+T_rd*b+T_c

T_c=T_rd*[（R_NTCm-R_n+R_d）/R_d]

其中，a和b用于确定各所述目标NTC子电路NTC传感器的阻值在所述电阻-温度数组中的数据位置，a为列数据位置，b为行数据位置，m表示所述温度测量电路中的第m个NTC子电路。

在其中一种实施方式中，所述目标NTC子电路NTC传感器的阻值R_NTCm在所述电阻-温度数组中的数据位置是通过如下方式确定的：

根据R_（a+1）0≥R_NTCm≥R_a0，确定所述目标NTC子电路NTC传感器的阻值R_NTCm在所述电阻-温度数组中的列数据位置，其中，0表示行的第1个数据；

在行a中，根据R_b+1≥R_NTCm≥R_b，确定所述目标NTC子电路NTC传感器的阻值R_NTCm在所述电阻-温度数组中的行数据位置。

在其中一种实施方式中，所述控制子电路用于：

在所述NTC子电路中第一稳压管的阻态表征所述第一稳压管的内阻小于预设内阻阈值的情况下，确定所述第一稳压管对应的NTC子电路为非目标NTC子电路；

在所述NTC子电路中第一稳压管的阻态表征所述第一稳压管的内阻大于等于所述预设内阻阈值的情况下，确定所述第一稳压管对应的NTC子电路为所述目标NTC子电路。

在其中一种实施方式中，所述控制子电路还用于：

在所述NTC子电路中第一稳压管的阻态表征所述第一稳压管的内阻小于预设内阻阈值的情况下，获取所述NTC子电路两端的电压以及所述比例计算子电路两端的电压；

根据所述NTC子电路两端的电压与所述比例计算子电路两端的电压的电压大小关系，确定所述非目标NTC子电路的故障类型；

其中，在所述NTC子电路两端的电压等于所述比例计算子电路两端的电压的情况下，确定所述非目标NTC子电路的故障类型为断路；在所述NTC子电路两端的电压为0、且所述比例计算子电路两端的电压不为0的情况下，确定所述非目标NTC子电路的故障类型为短路。

在其中一种实施方式中，所述控制子电路用于：

根据所述目标NTC子电路两端的电压、所述比例计算子电路两端的电压以及所述比例电阻的阻值，计算所述目标NTC子电路的并联等效电阻的阻值，其中，所述并联等效电阻是所述目标NTC子电路中所述固定电阻与NTC传感器并联后的电阻；

根据所述并联等效电阻的阻值以及对应的所述固定电阻的阻值，计算各所述目标NTC子电路中对应的NTC传感器的阻值。

在其中一种实施方式中，通过如下公式计算所述目标NTC子电路中对应的NTC传感器的阻值R_NTCm：

R_NTCm＝（R_m×V_m×R₀）／（V₀×R_m－V_m×R₀）

其中，V_m为所述目标NTC子电路两端的电压，V₀为所述比例计算子电路两端的电压，R_m为所述目标NTC子电路中所述固定电阻的阻值，R₀为所述比例电阻的阻值。

在其中一种实施方式中，所述温度测量电路还包括保险丝，所述电源通过所述保险丝与处于串联首端的所述NTC子电路连接。

基于相同的构思，本公开实施例的第二方面，提供一种基于NTC传感器的温度测量方法，应用于第一方面中任意一项所述温度测量电路的控制子电路，所述方法包括：

根据各所述NTC子电路中第一稳压管的阻态，从所述NTC子电路中确定目标NTC子电路；

根据所述目标NTC子电路两端的电压、所述比例计算子电路两端的电压、所述目标NTC子电路中所述固定电阻的阻值以及所述比例电阻的阻值，计算各所述目标NTC子电路中对应的NTC传感器的阻值；

根据所述目标NTC子电路NTC传感器的阻值以及预设的线性电阻-温度表，确定所述待测温目标元器件的温度。

在其中一种实施方式中，所述根据所述目标NTC子电路NTC传感器的阻值以及预设的线性电阻-温度表，确定所述待测温目标元器件的温度的步骤，包括：

根据所述目标NTC子电路NTC传感器的阻值以及需求温度精度，从所述预设的线性电阻-温度表中截取区间电阻-温度表；

根据所述区间电阻-温度表中温度构建电阻-温度数组，其中，所述电阻-温度数组的起始温度为T₀,所述电阻-温度数组中行间温度差为T_rd，列间温度差为T_cd，T_cd = T_rd *（N-1），N为温度数组重数组行的总数；

确定各所述目标NTC子电路NTC传感器的阻值R_NTCm在所述电阻-温度数组中的数据位置；并根据所述行间温度差、所述目标NTC子电路NTC传感器的阻值、所述行内电阻均差以及所述数据位置对应的电阻值R_n，计算得到线性计算差值T_c；

根据所述线性计算差值T_c、所述起始温度T₀、列间温度差T_cd、行间温度差T_rd以及，确定所述待测温目标元器件的温度。

在其中一种实施方式中，通过如下公式计算所述待测温目标元器件的温度T_m：

T_m=T₀+T_cd*a+T_rd*b+T_c

T_c=T_rd*[（R_NTCm-R_n+R_d）/R_d]

其中，a和b用于确定各所述目标NTC子电路NTC传感器的阻值在所述电阻-温度数组中的数据位置，a为列数据位置，b为行数据位置，m表示所述温度测量电路中的第m个NTC子电路。

在其中一种实施方式中，所述目标NTC子电路NTC传感器的阻值R_NTCm在所述电阻-温度数组中的数据位置是通过如下方式确定的：

根据R_（a+1）0≥R_NTCm≥R_a0，确定所述目标NTC子电路NTC传感器的阻值R_NTCm在所述电阻-温度数组中的列数据位置，其中，0表示行的第1个数据；

在行a中，根据R_b+1≥R_NTCm≥R_b，确定所述目标NTC子电路NTC传感器的阻值R_NTCm在所述电阻-温度数组中的行数据位置。

在其中一种实施方式中，所述根据各所述NTC子电路中第一稳压管的阻态，从所述NTC子电路中确定目标NTC子电路的步骤，包括：

在所述NTC子电路中第一稳压管的阻态表征所述第一稳压管的内阻小于预设内阻阈值的情况下，确定所述第一稳压管对应的NTC子电路为非目标NTC子电路；

在所述NTC子电路中第一稳压管的阻态表征所述第一稳压管的内阻大于等于所述预设内阻阈值的情况下，确定所述第一稳压管对应的NTC子电路为所述目标NTC子电路。

在其中一种实施方式中，所述方法包括：

在所述NTC子电路中第一稳压管的阻态表征所述第一稳压管的内阻小于预设内阻阈值的情况下，获取所述NTC子电路两端的电压以及所述比例计算子电路两端的电压；

根据所述NTC子电路两端的电压与所述比例计算子电路两端的电压的电压大小关系，确定所述非目标NTC子电路的故障类型；

其中，在所述NTC子电路两端的电压等于所述比例计算子电路两端的电压的情况下，确定所述非目标NTC子电路的故障类型为断路；在所述NTC子电路两端的电压为0、且所述比例计算子电路两端的电压不为0的情况下，确定所述非目标NTC子电路的故障类型为短路。

在其中一种实施方式中，所述根据所述目标NTC子电路两端的电压、所述比例计算子电路两端的电压、所述目标NTC子电路中所述固定电阻的阻值以及所述比例电阻的阻值，计算各所述目标NTC子电路中对应的NTC传感器的阻值的步骤，包括：

根据所述目标NTC子电路两端的电压、所述比例计算子电路两端的电压以及所述比例电阻的阻值，计算所述目标NTC子电路的并联等效电阻的阻值，其中，所述并联等效电阻是所述目标NTC子电路中所述固定电阻与NTC传感器并联后的电阻；

根据所述并联等效电阻的阻值以及对应的所述固定电阻的阻值，计算各所述目标NTC子电路中对应的NTC传感器的阻值。

在其中一种实施方式中，通过如下公式计算所述目标NTC子电路中对应的NTC传感器的阻值R_NTCm：

R_NTCm＝（R_m×V_m×R₀）／（V₀×R_m－V_m×R₀）

其中，V_m为所述目标NTC子电路两端的电压，V₀为所述比例计算子电路两端的电压，R_m为所述目标NTC子电路中所述固定电阻的阻值，R₀为所述比例电阻的阻值。

通过上述技术方案至少可以达到以下有益效果：

通过每一NTC子电路均与控制子电路连接，比例计算子电路与控制子电路连接，电源与处于串联首端的NTC子电路连接，比例计算子电路的第一端与处于串联尾端的NTC子电路连接，比例计算子电路的第二端接地；NTC子电路中包括至少一个固定电阻、与至少一个固定电阻并联的NTC传感器以及至少一个固定电阻并联的第一稳压管，比例计算子电路中包括至少一个比例电阻以及与至少一个比例电阻并联的第二稳压管，比例电阻的阻值与固定电阻的阻值相同；相邻两个NTC子电路中靠近串联首端的NTC子电路的第一稳压管的正极、与靠近串联尾端的NTC子电路的第一稳压管的负极连接，比例计算子电路中第二稳压管的负极与处于串联尾端的NTC子电路的第一稳压管的正极连接，比例计算子电路以及每一NTC子电路均分别与待测温目标元器件并联。通过增加稳态管，电流精度或者电压波动不会对测量电压造成影响，温度计算的准确度较高。并且，NTC温度传感器不会受到电磁环境干扰，避免烧毁测量电路。

此外，根据各NTC子电路中第一稳压管的阻态，从NTC子电路中确定目标NTC子电路；根据目标NTC子电路两端的电压、比例计算子电路两端的电压、目标NTC子电路中固定电阻的阻值以及比例电阻的阻值，计算各目标NTC子电路中对应的NTC传感器的阻值；根据目标NTC子电路NTC传感器的阻值以及预设的线性电阻-温度表，确定待测温目标元器件的温度。根据电阻值进行温度计算，降低了计算难度，节约了计算资源，并且通过第一稳压管的阻态，确定温度测量电路的故障类型，降低了NTC温度传感器的应用难度与维护难度。

附图说明

图1为其中一个实施例的基于NTC传感器的温度测量电路的框图。

图2为其中一个实施例的基于NTC传感器的温度测量方法的流程图。

图3为其中一个实施例的实现图2中步骤S23的流程图。

具体实施方式

为使本公开的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图对本公开的具体实施方式做详细的说明。在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本公开。但是本公开能够以很多不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本公开内涵的情况下做类似改进，因此本公开不受下面公开的具体实施例的限制。

为此，本公开实施例的第一方面，提供一种基于NTC传感器的温度测量电路，所述温度测量电路包括：

控制子电路101、电源、多个串联的NTC子电路102、比例计算子电路103，每一所述NTC子电路102均与所述控制子电路101连接，所述比例计算子电路103与所述控制子电路101连接，所述电源与处于串联首端的所述NTC子电路102连接，所述比例计算子电路103的第一端与处于串联尾端的所述NTC子电路102连接，所述比例计算子电路103的第二端接地；

所述NTC子电路102中包括至少一个固定电阻、与所述至少一个固定电阻并联的NTC传感器以及所述至少一个固定电阻并联的第一稳压管，所述比例计算子电路103中包括至少一个比例电阻以及与所述至少一个比例电阻并联的第二稳压管，所述比例电阻的阻值与所述固定电阻的阻值相同；

相邻两个所述NTC子电路102中靠近串联首端的所述NTC子电路102的第一稳压管的正极、与靠近串联尾端的所述NTC子电路102的第一稳压管的负极连接，所述比例计算子电路103中第二稳压管的负极与处于串联尾端的NTC子电路102的第一稳压管的正极连接，所述比例计算子电路103以及每一所述NTC子电路102均分别与待测温目标元器件并联；

本公开实施例中，电源用于提供工作电能，NTC子电路中接入固定电阻与第一稳压管，不仅可以联合保护NTC子电路，还可以第一稳压管的阻态确定该NTC子电路的工作状态。

具体地，当NTC子电路正常工作时，其中的第一稳压管D_M不工作，第一稳压管处于高阻状态，NTC子电路的等效电阻R_Pm为NTC传感器与固定电阻并联后的电阻，根据欧姆定律，整个电路的电流相同，各个等效电阻R_Pm的分压值与电阻值成正比，各个NTC子电路的并联电阻值R_Pm＝V_m×R₀／V₀。而第一稳压管的保护电压V_p=V_电源/(M+1)+0.5，M为可以目标NTC子电路的数量。

可选地，在电路中还可以接入NTC保险丝，在电路正常工作时，NTC保险丝内阻为０；当部分NTC子电路中的NTC传感器短接，或者全部NTC子电路中的NTC传感器均短接，导致稳压管发生过压保护后，流经NTC保险丝的电流变大，NTC保险丝内阻增大，减小电流，从而保护电路及电源。

所述控制子电路101用于，根据各所述NTC子电路102中第一稳压管的阻态，从所述NTC子电路102中确定目标NTC子电路102，并根据所述目标NTC子电路102两端的电压、所述比例计算子电路103两端的电压、所述目标NTC子电路102中所述固定电阻的阻值以及所述比例电阻的阻值，计算各所述目标NTC子电路102中对应的NTC传感器的阻值，并根据所述目标NTC子电路102NTC传感器的阻值以及预设的线性电阻-温度表，确定所述待测温目标元器件的温度。

本公开实施例中，R_Pm为对应NTC子电路的固定电阻R_m与NTC传感器的电阻R_NTCm的并联值。根据欧姆定律可以得到：R_NTCm＝（R_m×R_Pm）／（R_m－R_Pm），进一步地，得到：R_NTCm＝（R_m×V_m×R₀）／（V₀×R_m－V_m×R₀）。

具体实施时，控制子电路101依次测量比例计算子电路及各NTC子电路的电压值V₀、V₁、......、V_m-1、V_m，各NTC子电路的电压值V₁、......、V_m-1、V_m分别与比例计算子电路的电压值V₀进行比较，当NTC子电路的电压值与V₀相同时，可以判断出当前NTC子电路接入的NTC传感器断路，当前NTC子电路测量的温度无效；当NTC子电路的电压值为0，而V₀不为0时，可以判断出当前NTC子电路接入的NTC传感器短路，当前NTC子电路测量的温度无效；当NTC子电路的电压值介于0和V₀之间时，可以判断出当前NTC子电路接入的NTC传感器正常工作，当前NTC子电路测量的温度有效。接下来，对正常工作的NTC子电路中NTC传感器通过R_O、V₀，依据比例关系，依照上述的NTC传感器电阻计算方法，计算每路电阻与其对应NTC的并联电阻R_pm。此步可以得到传感器的电阻值R_NTCm。

上述技术方案通过每一NTC子电路均与控制子电路连接，比例计算子电路与控制子电路连接，电源与处于串联首端的NTC子电路连接，比例计算子电路的第一端与处于串联尾端的NTC子电路连接，比例计算子电路的第二端接地；NTC子电路中包括至少一个固定电阻、与至少一个固定电阻并联的NTC传感器以及至少一个固定电阻并联的第一稳压管，比例计算子电路中包括至少一个比例电阻以及与至少一个比例电阻并联的第二稳压管，比例电阻的阻值与固定电阻的阻值相同；相邻两个NTC子电路中靠近串联首端的NTC子电路的第一稳压管的正极、与靠近串联尾端的NTC子电路的第一稳压管的负极连接，比例计算子电路中第二稳压管的负极与处于串联尾端的NTC子电路的第一稳压管的正极连接，比例计算子电路以及每一NTC子电路均分别与待测温目标元器件并联。通过增加稳态管，电流精度或者电压波动不会对测量电压造成影响，温度计算的准确度较高。并且，NTC温度传感器不会受到电磁环境干扰，避免烧毁测量电路。

此外，根据各NTC子电路中第一稳压管的阻态，从NTC子电路中确定目标NTC子电路；根据目标NTC子电路两端的电压、比例计算子电路两端的电压、目标NTC子电路中固定电阻的阻值以及比例电阻的阻值，计算各目标NTC子电路中对应的NTC传感器的阻值；根据目标NTC子电路NTC传感器的阻值以及预设的线性电阻-温度表，确定待测温目标元器件的温度。根据电阻值进行温度计算，降低了计算难度，节约了计算资源。

在其中一种实施方式中，所述控制子电路101用于：

根据所述目标NTC子电路102NTC传感器的阻值以及需求温度精度，从所述预设的线性电阻-温度表中截取区间电阻-温度表；

根据所述区间电阻-温度表中温度构建电阻-温度数组，其中，所述电阻-温度数组的起始温度为T₀,所述电阻-温度数组中行间温度差为T_rd，列间温度差为T_cd，T_cd = T_rd *（N-1），N为温度数组重数组行的总数；

确定各所述目标NTC子电路102NTC传感器的阻值R_NTCm在所述电阻-温度数组中的数据位置；并根据所述行间温度差、所述目标NTC子电路102NTC传感器的阻值、所述行内电阻均差以及所述数据位置对应的电阻值R_n，计算得到线性计算差值T_c；

根据所述线性计算差值T_c、所述起始温度T₀、列间温度差T_cd、行间温度差T_rd以及，确定所述待测温目标元器件的温度。

在其中一种实施方式中，通过如下公式计算所述待测温目标元器件的温度T_m：

T_m=T₀+T_cd*a+T_rd*b+T_c

T_c=T_rd*[（R_NTCm-R_n+R_d）/R_d]

其中，a和b用于确定各所述目标NTC子电路102NTC传感器的阻值在所述电阻-温度数组中的数据位置，a为列数据位置，b为行数据位置，m表示所述温度测量电路中的第m个NTC子电路102。

在其中一种实施方式中，所述目标NTC子电路102NTC传感器的阻值R_NTCm在所述电阻-温度数组中的数据位置是通过如下方式确定的：

根据R_（a+1）0≥R_NTCm≥R_a0，确定所述目标NTC子电路102NTC传感器的阻值R_NTCm在所述电阻-温度数组中的列数据位置，其中，0表示行的第1个数据；

在行a中，根据R_b+1≥R_NTCm≥R_b，确定所述目标NTC子电路102NTC传感器的阻值R_NTCm在所述电阻-温度数组中的行数据位置。

在其中一种实施方式中，所述控制子电路101用于：

在所述NTC子电路102中第一稳压管的阻态表征所述第一稳压管的内阻小于预设内阻阈值的情况下，确定所述第一稳压管对应的NTC子电路102为非目标NTC子电路102；

在所述NTC子电路102中第一稳压管的阻态表征所述第一稳压管的内阻大于等于所述预设内阻阈值的情况下，确定所述第一稳压管对应的NTC子电路102为所述目标NTC子电路102。

在其中一种实施方式中，所述控制子电路101还用于：

在所述NTC子电路102中第一稳压管的阻态表征所述第一稳压管的内阻小于预设内阻阈值的情况下，获取所述NTC子电路102两端的电压以及所述比例计算子电路103两端的电压；

根据所述NTC子电路102两端的电压与所述比例计算子电路103两端的电压的电压大小关系，确定所述非目标NTC子电路102的故障类型；

其中，在所述NTC子电路102两端的电压等于所述比例计算子电路103两端的电压的情况下，确定所述非目标NTC子电路102的故障类型为断路；在所述NTC子电路102两端的电压为0、且所述比例计算子电路103两端的电压不为0的情况下，确定所述非目标NTC子电路102的故障类型为短路。

上述技术方案通过第一稳压管的阻态，确定温度测量电路的故障类型，降低了NTC温度传感器的应用难度与维护难度。

在其中一种实施方式中，所述控制子电路101用于：

根据所述目标NTC子电路102两端的电压、所述比例计算子电路103两端的电压以及所述比例电阻的阻值，计算所述目标NTC子电路102的并联等效电阻的阻值，其中，所述并联等效电阻是所述目标NTC子电路102中所述固定电阻与NTC传感器并联后的电阻；

根据所述并联等效电阻的阻值以及对应的所述固定电阻的阻值，计算各所述目标NTC子电路102中对应的NTC传感器的阻值。

在其中一种实施方式中，通过如下公式计算所述目标NTC子电路102中对应的NTC传感器的阻值R_NTCm：

R_NTCm＝（R_m×V_m×R₀）／（V₀×R_m－V_m×R₀）

其中，V_m为所述目标NTC子电路102两端的电压，V₀为所述比例计算子电路103两端的电压，R_m为所述目标NTC子电路102中所述固定电阻的阻值，R₀为所述比例电阻的阻值。

在其中一种实施方式中，所述温度测量电路还包括保险丝，所述电源通过所述保险丝与处于串联首端的所述NTC子电路102连接。

上述技术方案减小了电路受外界电磁环境干扰及破坏；同时多保护电阻及稳压管串联后接入NTC保险丝，保证了外界短路后不会烧毁电源，外部故障排除后，电路自动恢复工作；其次，即便当前通道不安装NTC传感器或者当前通道传感器故障不影响其他通道的测量。此种接入方式，整体上提高了温度测量的安全性与可靠性。

采用比例分压的方式计算各通道NTC电阻，不受电源变压波动的影响，减小了测量电路对电源精度的要求，不但降低了成本，而且保证了温度测量精度。同时，各通道测量电压与比例电阻分压对比，能够快速产找各通道故障原因，有利于现场应用。其次，比例运算，减小了计算难度，降低了对芯片算力的要求。

分段式线性查表方法，能够实现依靠较少的数据量、简单的插值运算与历遍查找运算就可以计算出对应的温度值，这样在保证温度测量精度的前提下，避免了浮点运算，加快了运算速度，降低了对芯片的性能要求，更有利于传感器密集场合应用。

基于相同的构思，本公开实施例还提供一种基于NTC传感器的温度测量方法，应用于上述实施例中任意一项所述温度测量电路的控制子电路，参见图2所示，所述方法包括：

在步骤S21中，根据各所述NTC子电路中第一稳压管的阻态，从所述NTC子电路中确定目标NTC子电路；

在步骤S22中，根据所述目标NTC子电路两端的电压、所述比例计算子电路两端的电压、所述目标NTC子电路中所述固定电阻的阻值以及所述比例电阻的阻值，计算各所述目标NTC子电路中对应的NTC传感器的阻值；

在步骤S23中，根据所述目标NTC子电路NTC传感器的阻值以及预设的线性电阻-温度表，确定所述待测温目标元器件的温度。

在其中一种实施方式中，参见图3所示，在步骤S23中，所述根据所述目标NTC子电路NTC传感器的阻值以及预设的线性电阻-温度表，确定所述待测温目标元器件的温度的步骤，包括：

在步骤S231中，根据所述目标NTC子电路NTC传感器的阻值以及需求温度精度，从所述预设的线性电阻-温度表中截取区间电阻-温度表；

在步骤S232中，根据所述区间电阻-温度表中温度构建电阻-温度数组，其中，所述电阻-温度数组的起始温度为T₀,所述电阻-温度数组中行间温度差为T_rd，列间温度差为T_cd，T_cd = T_rd * （N-1），N为温度数组重数组行的总数；

在步骤S233中，确定各所述目标NTC子电路NTC传感器的阻值R_NTCm在所述电阻-温度数组中的数据位置；并根据所述行间温度差、所述目标NTC子电路NTC传感器的阻值、所述行内电阻均差以及所述数据位置对应的电阻值R_n，计算得到线性计算差值T_c；

在步骤S234中，根据所述线性计算差值T_c、所述起始温度T₀、列间温度差T_cd、行间温度差T_rd以及，确定所述待测温目标元器件的温度。

在其中一种实施方式中，通过如下公式计算所述待测温目标元器件的温度T_m：

T_m=T₀+T_cd*a+T_rd*b+T_c

T_c=T_rd*[（R_NTCm-R_n+R_d）/R_d]

其中，a和b用于确定各所述目标NTC子电路NTC传感器的阻值在所述电阻-温度数组中的数据位置，a为列数据位置，b为行数据位置，m表示所述温度测量电路中的第m个NTC子电路。

在其中一种实施方式中，所述目标NTC子电路NTC传感器的阻值R_NTCm在所述电阻-温度数组中的数据位置是通过如下方式确定的：

根据R_（a+1）0≥R_NTCm≥R_a0，确定所述目标NTC子电路NTC传感器的阻值R_NTCm在所述电阻-温度数组中的列数据位置，其中，0表示行的第1个数据；

在行a中，根据R_b+1≥R_NTCm≥R_b，确定所述目标NTC子电路NTC传感器的阻值R_NTCm在所述电阻-温度数组中的行数据位置。

在其中一种实施方式中，在步骤S21中，所述根据各所述NTC子电路中第一稳压管的阻态，从所述NTC子电路中确定目标NTC子电路的步骤，包括：

在所述NTC子电路中第一稳压管的阻态表征所述第一稳压管的内阻小于预设内阻阈值的情况下，确定所述第一稳压管对应的NTC子电路为非目标NTC子电路；

在所述NTC子电路中第一稳压管的阻态表征所述第一稳压管的内阻大于等于所述预设内阻阈值的情况下，确定所述第一稳压管对应的NTC子电路为所述目标NTC子电路。

在其中一种实施方式中，所述方法包括：

在所述NTC子电路中第一稳压管的阻态表征所述第一稳压管的内阻小于预设内阻阈值的情况下，获取所述NTC子电路两端的电压以及所述比例计算子电路两端的电压；

根据所述NTC子电路两端的电压与所述比例计算子电路两端的电压的电压大小关系，确定所述非目标NTC子电路的故障类型；

其中，在所述NTC子电路两端的电压等于所述比例计算子电路两端的电压的情况下，确定所述非目标NTC子电路的故障类型为断路；在所述NTC子电路两端的电压为0、且所述比例计算子电路两端的电压不为0的情况下，确定所述非目标NTC子电路的故障类型为短路。

在其中一种实施方式中，在步骤S22中，所述根据所述目标NTC子电路两端的电压、所述比例计算子电路两端的电压、所述目标NTC子电路中所述固定电阻的阻值以及所述比例电阻的阻值，计算各所述目标NTC子电路中对应的NTC传感器的阻值的步骤，包括：

根据所述目标NTC子电路两端的电压、所述比例计算子电路两端的电压以及所述比例电阻的阻值，计算所述目标NTC子电路的并联等效电阻的阻值，其中，所述并联等效电阻是所述目标NTC子电路中所述固定电阻与NTC传感器并联后的电阻；

根据所述并联等效电阻的阻值以及对应的所述固定电阻的阻值，计算各所述目标NTC子电路中对应的NTC传感器的阻值。

在其中一种实施方式中，通过如下公式计算所述目标NTC子电路中对应的NTC传感器的阻值R_NTCm：

R_NTCm＝（R_m×V_m×R₀）／（V₀×R_m－V_m×R₀）

其中，V_m为所述目标NTC子电路两端的电压，V₀为所述比例计算子电路两端的电压，R_m为所述目标NTC子电路中所述固定电阻的阻值，R₀为所述比例电阻的阻值。

以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。

以上所述实施例仅表达了本公开的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对公开专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本公开构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本公开的保护范围。因此，本公开专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (10)

1.一种基于NTC传感器的温度测量电路，其特征在于，所述温度测量电路包括：

控制子电路、电源、多个串联的NTC子电路、比例计算子电路，每一所述NTC子电路均与所述控制子电路连接，所述比例计算子电路与所述控制子电路连接，所述电源与处于串联首端的所述NTC子电路连接，所述比例计算子电路的第一端与处于串联尾端的所述NTC子电路连接，所述比例计算子电路的第二端接地；

所述NTC子电路中包括至少一个固定电阻、与所述至少一个固定电阻并联的NTC传感器以及所述至少一个固定电阻并联的第一稳压管，所述比例计算子电路中包括至少一个比例电阻以及与所述至少一个比例电阻并联的第二稳压管，所述比例电阻的阻值与所述固定电阻的阻值相同；

相邻两个所述NTC子电路中靠近串联首端的所述NTC子电路的第一稳压管的正极、与靠近串联尾端的所述NTC子电路的第一稳压管的负极连接，所述比例计算子电路中第二稳压管的负极与处于串联尾端的NTC子电路的第一稳压管的正极连接，所述比例计算子电路以及每一所述NTC子电路均分别与待测温目标元器件并联；

所述控制子电路用于，根据各所述NTC子电路中第一稳压管的阻态，从所述NTC子电路中确定目标NTC子电路，并根据所述目标NTC子电路两端的电压、所述比例计算子电路两端的电压、所述目标NTC子电路中所述固定电阻的阻值以及所述比例电阻的阻值，计算各所述目标NTC子电路中对应的NTC传感器的阻值，并根据所述目标NTC子电路NTC传感器的阻值以及预设的线性电阻-温度表，确定所述待测温目标元器件的温度。

2.根据权利要求1所述的温度测量电路，其特征在于，所述控制子电路用于：

根据所述目标NTC子电路NTC传感器的阻值以及需求温度精度，从所述预设的线性电阻-温度表中截取区间电阻-温度表；

根据所述区间电阻-温度表中温度构建电阻-温度数组，其中，所述电阻-温度数组的起始温度为T₀,所述电阻-温度数组中行间温度差为T_rd，列间温度差为T_cd，T_cd = T_rd * （N-1），N为温度数组重数组行的总数；

确定各所述目标NTC子电路NTC传感器的阻值R_NTCm在所述电阻-温度数组中的数据位置；并根据所述行间温度差、所述目标NTC子电路NTC传感器的阻值、行内电阻均差以及所述数据位置对应的电阻值R_n，计算得到线性计算差值T_c；

根据所述线性计算差值T_c、所述起始温度T₀、列间温度差T_cd、行间温度差T_rd以及，确定所述待测温目标元器件的温度。

3.根据权利要求2所述的温度测量电路，其特征在于，通过如下公式计算所述待测温目标元器件的温度T_m：

T_m=T₀+T_cd*a+T_rd*b+T_c

T_c=T_rd*[（R_NTCm-R_n+R_d）/R_d]

其中，a和b用于确定各所述目标NTC子电路NTC传感器的阻值在所述电阻-温度数组中的数据位置，a为列数据位置，b为行数据位置，m表示所述温度测量电路中的第m个NTC子电路。

4.根据权利要求2所述的温度测量电路，其特征在于，所述目标NTC子电路NTC传感器的阻值R_NTCm在所述电阻-温度数组中的数据位置是通过如下方式确定的：

根据R_（a+1）0≥R_NTCm≥R_a0，确定所述目标NTC子电路NTC传感器的阻值R_NTCm在所述电阻-温度数组中的列数据位置，其中，0表示行的第1个数据；

在行a中，根据R_b+1≥R_NTCm≥R_b，确定所述目标NTC子电路NTC传感器的阻值R_NTCm在所述电阻-温度数组中的行数据位置。

5.根据权利要求1所述的温度测量电路，其特征在于，所述控制子电路用于：

在所述NTC子电路中第一稳压管的阻态表征所述第一稳压管的内阻小于预设内阻阈值的情况下，确定所述第一稳压管对应的NTC子电路为非目标NTC子电路；

在所述NTC子电路中第一稳压管的阻态表征所述第一稳压管的内阻大于等于所述预设内阻阈值的情况下，确定所述第一稳压管对应的NTC子电路为所述目标NTC子电路。

6.根据权利要求5所述的温度测量电路，其特征在于，所述控制子电路还用于：

在所述NTC子电路中第一稳压管的阻态表征所述第一稳压管的内阻小于预设内阻阈值的情况下，获取所述NTC子电路两端的电压以及所述比例计算子电路两端的电压；

根据所述NTC子电路两端的电压与所述比例计算子电路两端的电压的电压大小关系，确定所述非目标NTC子电路的故障类型；

其中，在所述NTC子电路两端的电压等于所述比例计算子电路两端的电压的情况下，确定所述非目标NTC子电路的故障类型为断路；在所述NTC子电路两端的电压为0、且所述比例计算子电路两端的电压不为0的情况下，确定所述非目标NTC子电路的故障类型为短路。

7.根据权利要求1所述的温度测量电路，其特征在于，所述控制子电路用于：

根据所述目标NTC子电路两端的电压、所述比例计算子电路两端的电压以及所述比例电阻的阻值，计算所述目标NTC子电路的并联等效电阻的阻值，其中，所述并联等效电阻是所述目标NTC子电路中所述固定电阻与NTC传感器并联后的电阻；

根据所述并联等效电阻的阻值以及对应的所述固定电阻的阻值，计算各所述目标NTC子电路中对应的NTC传感器的阻值。

8.根据权利要求1所述的温度测量电路，其特征在于，通过如下公式计算所述目标NTC子电路中对应的NTC传感器的阻值R_NTCm：

R_NTCm＝（R_m×V_m×R₀）／（V₀×R_m－V_m×R₀）

其中，V_m为所述目标NTC子电路两端的电压，V₀为所述比例计算子电路两端的电压，R_m为所述目标NTC子电路中所述固定电阻的阻值，R₀为所述比例电阻的阻值。

9.根据权利要求1-8中任意一项所述的温度测量电路，其特征在于，所述温度测量电路还包括保险丝，所述电源通过所述保险丝与处于串联首端的所述NTC子电路连接。

10.一种基于NTC传感器的温度测量方法，其特征在于，应用于权利要求1-9中任意一项所述温度测量电路的控制子电路，所述方法包括：

根据各所述NTC子电路中第一稳压管的阻态，从所述NTC子电路中确定目标NTC子电路；

根据所述目标NTC子电路两端的电压、所述比例计算子电路两端的电压、所述目标NTC子电路中所述固定电阻的阻值以及所述比例电阻的阻值，计算各所述目标NTC子电路中对应的NTC传感器的阻值；

根据所述目标NTC子电路NTC传感器的阻值以及预设的线性电阻-温度表，确定所述待测温目标元器件的温度。

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