CN1182375C - 一种电热体的测温控温方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种电热体的测温控温方法，它对电热元件施加电功率的同时，在电热元件两端按一定频率间歇接入测量脉冲，测量电热元件发热时的阻值，使电热元件同时充当温度传感器，通过CPU控制电路与预先录存在标识记存器中的与电热元件共体的特征参数比较、修正，从而得出电热元件的实际温度，实现对电热体温度的精确调控，这样的方法，使电热产品的生产成本降低、故障减少，工艺简单，使用更安全可靠。

Description

一种电热体的测温控温方法
技术领域
本发明涉及电热产品的测温、控温。
背景技术
在电热产品中，主要使用电的导体，如电热丝、电热膜、碳纤维、电热箔、电热粉末、电热涂料等等，通过施加电功率而获得热量。从传统金属材料学和现代量电子能带理论中，我们知道，金属导体两端的电阻与其导体上的温度成一定比例关系。正是利用该特性，人们研制了各种各样的温度传感器。现有的电热产品，特别是医疗保健用的电热产品，诸如：电热毯、电热床垫、电热衣服、电热鞋、电热坐垫等等，一般通过施加电功率到其中的电热导体，使其发热，再由外加标准温度传感器探温，经电路处理而控制、得到所需的温度。由于这些电热产品通常是经常操作使用的日常用具，其使用对象很大一部分具有年龄大、行动不便、反应慢、自理能力差、操作水平低的特点，这就要求产品必须结构可靠、耐用、经折腾，同时严禁超温。目前传统使用的温度传感器虽然感温准确，但必须将其远离控制器而置于电热体上，不仅增加了电热产品结构的复杂性，加大成本，还容易出现断线、短路、压损、破碎等故障，令产品的使用安全性和可靠性大打折扣。
发明内容
本发明针对传统外置传感器测温、控温的不足之处，特提出一种电热体的测温控温方法，直接将电热体本身既作为发热元件、又作为温度传感器，使电热产品测温控制准确、故障率低，安全耐用，
本发明的技术方案为：一种电热体的测温控温方法，包括有CPU控制电路、附加功能电路、通电发热的电热元件，向电热元件施加电功率的主供电开关，直接将电热元件本身作为温度传感器，对其电阻值进行测量，CPU控制电路外接有标识寄存器，标识寄存器预先录存了对应电热元件标准温度下的阻值参数，供CPU控制电路识别、读取；增设有精密电源开关，精密电源在主供电期间向电热元件插入测量周期脉冲；测量电路将电热元件在精密电源下获得的反映该电热元件阻值的电参数经放大电路、模数转换电路，送入CPU控制电路；CPU控制电路将采样到的表征电热元件发热时的阻值参数与标识寄存器内预存的参数对比、修正，得出精确的电热元件温度值，再反馈调控主供电开关施加电功率的大小。进一步地，测量电路采用电阻测量桥，电热元件(RL)作为测量桥的一臂，其测量获得的电参数接入放大电路(A)，再由模数转换电路(ADC)接入CPU控制电路，测量电路也可采用分压电阻式电路，而标识寄存器采用电写电擦式存贮芯片。
本发明使电热元件既是热能转换器，同时又是温度传感器，这样的技术方案，优点是：
1、省略了传统外加的感温传感器，减少了传感器的故障率，电热产品的布线结构也大为简化；
2、标识寄存器与电热元件对应识别，使电热体配件间的互换、测控温精度问题得到了解决；
3、生产成型工艺过程简单、降低成本；
4、使电热产品在应用时的安全、可靠性得到提高。
附图说明
图1是本发明的框图；
图2是实施例一的电路原理图；
图3是实施例一的加热、测温周期图；
图4是标识记存器与CPU的接线图。
具体实施方式
参见图1-图4，本实施例主要由电热元件RL、主供电开关K、CPU控制电路、精密电源开关、测量桥电路R1、R2、R3、RL、放大电路A及其外围电阻、模数转换电路ADC、附加功能电路诸如遥控、显示、报警、键盘等电路构成。
上述电路框图中，CPU控制电路发送指令给主供电开关K，将电功率施加于电热元件RL两端，从而获得所需热能。每隔一定时间，短时关闭主供电开关K，打开精密电源开关，将标准功率电源施加于电热元件RL两端，并通过测量桥电路获得反映电热元件阻值的电参数，经放大电路A、模拟量/数字量转换电路ADC，送CPU控制电路采样处理。
其中的关键在于：在主供电期间，精密电源插入测量周期脉冲，使电热元件分时担负起电热转换功能和温度传感器功能。即电热元件本身既是热能转换器，同时又是温度传感器。另一关键是CPU控制电路外接有采用电写电擦式存贮芯片93C46构成的标识寄存器，标识寄存器装于是电热元件插头处，与电热件共体，并预先录存了该电热元件在标准温度下如常温25℃的电阻值作为其标识密码，CPU控制电路通过读取该密码而自动识别并修正采样得到的温度值。这样，通过标识寄存器实现不同电热元件间的自动识别和参数修正，使本发明得于实用。
在上述电路框图中，CPU控制电路将采样到的、表征电热元件阻值的数字量参数经滤波、计算，并查阅非线性参数表，从而获得修正后的精确温度值，再反馈调控施加于电热元件两端的电功率，从而实现非线性校正、精确测量调控之目的。
具体图2、图3而言，加热周期t1时电热元件RL为负载，阻值很小，一般几十欧，电阻R1-R3与RL组成测量桥电路，主控开关闭合期间-即t1期间，电热元件RL接受电功率，将电能转换为热能，此时CPU对测量参数不采样；测量周期t2时，主控开关K断开，仅由精密电源供电，测量桥输出反映电热元件RL在此刻温度状态下的阻值的电参数、经放大器A送ADC芯片作模数转换，再由CPU对该参数采样。
当然，这里仅列举一种较佳的实施方式来阐述本发明，但其他类同、等同的方式均应属于本发明的保护范围，这里不再赘述。

Claims (4)

1、一种电热体的测温控温方法，包括有CPU控制电路、附加功能电路、通电发热的电热元件，向电热元件施加电功率的主供电开关，其特征在于：直接将电热元件本身作为温度传感器，对其电阻值进行测量，CPU控制电路外接有标识寄存器，标识寄存器预先录存了对应电热元件标准温度下的阻值参数，供CPU控制电路识别、读取；增设有精密电源开关，精密电源在主供电期间向电热元件插入测量周期脉冲；测量电路将电热元件在精密电源下获得的反映该电热元件阻值的电参数经放大电路、模数转换电路，送入CPU控制电路；CPU控制电路将采样到的表征电热元件发热时的阻值参数与标识寄存器内预存的参数对比、修正，得出精确的电热元件温度值，再反馈调控主供电开关施加电功率的大小。
2、根据权利要求1所述的测温控温方法，其特征是测量电路采用电阻测量桥，电热元件(RL)作为测量桥的一臂，其测量获得的电参数接入放大电路(A)，再由模数转换电路(ADC)接入CPU控制电路。
3、根据权利要求1所述的测温控温方法，其特征是测量电路可采用分压电阻式电路。
4、根据权利要求1或2所述的测温控温方法，其特征是标识寄存器采用电写电擦式存贮芯片。
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