CN1186602C - 具电压变动补偿的温度测量方法及装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种具电压变动补偿的温度测量方法及装置，可解决因电源电压变动所导致的温度偏差，本发明主要为设计出一种可使温度输入端及参考电压输入端可随着电源电压变动而随的浮动，如此，即可抵消或减少两输入端之间受电压变动所导致的电压误差，而提供一种具电压变动补偿效果的温度测量方法及装置。

Description

具电压变动补偿的温度测量方法及装置

技术领域

本发明涉及一种具电压变动补偿的温度测量方法及装置，尤其涉及一种应用于温度测量装置上，供解决因电源电压变动所导致的温度测量偏差的方法及装置。

背景技术

按现今应用在测量电脑设备或相关设备的操作温度(如：中央处理单元(CPU)……等)方面，概为使用双极性(hipolar)晶体管、二极管(diode)或热敏电阻做为热敏元件，利用这些元件的基、射极或阴阳极之间的电压与温度呈反比关系变化的特性，即可利用测得其端电压可换算出实际的温度数值，而实际应用上，为如图2所示，即以一等效于二极管的晶体管构成热敏元件30，于热敏元件30上方通过一限流电阻60，提供所需的工作电流，然后由热敏元件30处取出一感温电压Vb，然后再与一通过分压电阻60所形成的参考电压Va在比较器40处进行比较，而求得两者的电压差，然后以此电压差经放大器50进行电压放大后，即可送入至后续的A/D转换器(类比数位转换器)中，达到检出温度数值者。

若以热敏元件30的温度系数为-2.2mv/℃时，每一度即可产生-2.2mv的电压差，即可经比较器40及放大器50比较放大后产生一相应的电压变动值，当可如期地检出温度变化的效果。

上述电路在一般应用中，若电源电压(Vref)变动时，即导致参考电压Va产生上下浮动，如此，即造成温度数值上下浮动而无法精确地反映出实际的温度，以下即举例说明的，现假设电源电压(Vref)为3.6V，R1＝4Ω，R2＝1KΩ，R3＝10KΩ，热敏元件端点电压为Vb＝0.7V时：

若电源电压误差(ΔV)为0V时，比较器输入端的电压差为：

3.6×(1/1+4)-0.7＝1.02V

若电源电压误差(ΔV)为60mV时，比较器输入端的电压差则改变为：

3.66×(1/1+4)-0.7＝0.032V(误差为6℃)

若电源电压误差(ΔV)为100mV时，比较器输入端的电压差为：

3.7×(1/1+4)-0.7＝0.04V(误差为10℃)

故以前述电源电压在仅有0.06伏特误差的情况下，即有着6℃的误差，而电源电压误差在0.1伏特时，则产生10℃的大幅偏差，显然不符实际要求，而此容易因电源电压的变动而导致温度测量误差的特性，确有加以改善及解决的必要。

发明内容

本发明的主要目的在于提供一种具电压变动补偿的温度测量方法及装置，为构成一种可降低或消除电源电压变动影响的温度测量方法及装置。

本发明的再一目的在于提供一种具电压变动补偿的温度测量方法及装置，为一种通过抵消电源电压变动的温度测量方法及装置，使其不受电源电压变动的影响者。

本发明的另一目的在于提供一种具电压变动补偿的温度测量方法及装置，为一种仅需增加极少的元件，即具有电源电压补偿效果的温度测量装置。

本发明提供一种可消除或降低因电源电压变动影响的温度测量方法及装置，使热敏元件处的感温输出端设为可随着电源电压变动而上下浮动的特性，达到抵消参考电压的电压变动问题，使得比较器的输出电压不受电源电压变动的影响。

而实体结构上，可使串接于热敏元件的限流电阻设为由数个电阻组成的分压电阻所构成，而在分压电阻的分压输出端设为感温输出端，使得感温输出端的输出电压得呈现可随电源电压变动而浮动，达到抵消或降低因电源电压变动所造成的影响。

本发明的具电压变动补偿的温度测量方法，包括：

设置一热敏元件以感测温度的步骤；

于所述热敏元件上方以一第一分压电路连接电源电压，以取得所需偏压电流的步骤；

于所述第一分压电路的分压点设为一感温输出端的步骤，而此感温输出端得呈现随着电源电压相应变动的特性；

使电源电压经一第二分压电路而由从分压点取得参考电压端的参考电压的步骤；

将前述感温输出端以及参考电压端送入比较器进行电压比较的步骤；及

一对比较器的输出电压进行电压放大的步骤；

其中，该第一及第二分压电路具有相同数量的电阻，并且在该第一分压电路的分压点两侧的电阻阻值之比等于在该第二分压电路的分压点两侧的电阻阻值之比，使得感温输出端与参考电压端点可同步于电源电压而变动，据以抵消或减少比较器输入端的电压误差。

本发明还提供一种具电压变动补偿的温度测量装置，包括：

一热敏元件；

一第一分压电路，耦接于所述热敏元件，以供应元件所需工作电流，并在此分压电路的分压点设为感温输出端；

一第二分压电路，供在其分压点产生一参考电压；

一比较器，耦接于前述感温输出端以及所述参考电压端；以及

其中，该第一及第二分压电路具有相同数量的电阻，并且该第一分压电路的分压点两侧的电阻阻值之比与该第二分压电路的分压点两侧的电阻阻值之比相同。

为进一步了解本发明的方法、特征及其他目的，配合附图详细说明如后。

附图说明

图1是本发明的实施例电路图；

图2是常见温度测量装置的电路图。

具体实施方式

本发明的温度测量方法及装置的实施例如图1所示，其与图2的常见温度测量装置的差异处为在于：

使连接在热敏元件30上方的限流电阻改变为一种多个电阻所组成的限流分压电阻20构成，而连接至比较器40处的感温输出端Vc则移至所述限流分压电阻20的分压端点处，这些改变最大的差异为在于：

因感温输出端Vc为由限流分压电阻20处引出者，故而当电源电压(Vref)变动时，除了使参考电压端点Va随之变动之外，也一并使得所述感温输出端呈相应的变动，即，本发明的感温输出端Vc及参考电压端Va为同步于电源电压变动者，故而当图1的参考电压分压电阻10以及限流分压电阻20的电阻呈适当比例(例如：等比例)的情况下，即可抵消存在于比较器40两输入端的变动率，使比较器40的输出电压不致受到电源电压变动的影响者。

而以下即以一实例说明之，现假设电源电压(Vref)为3.6V，R1＝R5＝4KΩ，R2＝R4＝1KΩ，热敏元件端点电压为Vb＝0.7V时：

若电源电压误差为0V时，比较器输入端的电压差为：

3.6×(1/1+4)-[(3.6-0.7)×(1/1+4)+0.7]＝-0.56V

若电源电压误差为60rnV时，比较器输入端的电压差为：

3.66×(1/1+4)-[(3.66-0.7)×(1/1+4)+0.7]＝-0.56V

若电源电压误差为100mV时，比较器输入端的电压差为：

3.7×(1/1+4)-[(3.7-0.7)×(1/1+4)+0.7]＝-0.56V

故以前述电源电压呈不同程度的变动下，在比较器40两输入端的电压差仍维持在相同电压值，由此，即可证明本发明确具电源电压变动的补偿效果，而前述分压电阻的电阻值以及相对比例方面，仅为便于说明与计算而已，实际应用上所述限流分压电阻20的分压比例以及参考电压分压电阻10的分压比例也非必须相同，可做不同程度的变动，也可达到类似的效果。

故以前述说明可知，本发明主要为提供一种可使热敏元件的感温输出端可随电源电压变动而同步于参考电压端点进行相应的变动者，使其可抵消或降低因电源电压变动所导致的温度测量误差，而实体结构方面，也仅在电路上进行极少的修正即可。

Claims (6)

1.一种具电压变动补偿的温度测量方法，其特征在于，包括：

设置一热敏元件以感测温度的步骤；

于所述热敏元件上方以一第一分压电路连接电源电压，以取得所需偏压电流的步骤；

于所述第一分压电路的分压点设为一感温输出端的步骤，而此感温输出端得呈现随着电源电压相应变动的特性；

使电源电压经一第二分压电路而从其分压点取得参考电压端的参考电压的步骤；

将前述感温输出端以及参考电压端送入比较器进行电压比较的步骤；

其中，该第一及第二分压电路具有相同数量的电阻，并且在该第一分压电路的分压点两侧的电阻阻值之比等于在该第二分压电路的分压点两侧的电阻阻值之比。

2.如权利要求1所述的具电压变动补偿的温度测量方法，其特征在于所述的热敏元件可由晶体管或二极管构成。

3.如权利要求1所述的具电压变动补偿的温度测量方法，其特征在于所述的热敏元件可由热敏电阻构成。

4.一种具电压变动补偿的温度测量装置，其特征在于，它包括：

一热敏元件；

一第一分压电路，耦接于所述热敏元件，以供应元件所需工作电流，并在此分压电路的分压点设为感温输出端；

一第二分压电路，供在其分压点产生一参考电压；

一比较器，耦接于前述感温输出端以及所述参考电压端；以及

其中，该第一及第二分压电路具有相同数量的电阻，并且该第一分压电路的分压点两侧的电阻阻值之比与该第二分压电路的分压点两侧的电阻阻值之比相同。

5.如权利要求4所述的具电压变动补偿的温度测量装置，其特征在于所述的热敏元件可由晶体管或二极管构成。

6.如权利要求4所述的具电压变动补偿的温度测量装置，其特征在于所述的热敏元件可由热敏电阻构成。