CN214893744U - 一种可实现宽范围高精度的温度采集电路 - Google Patents
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Abstract
本实用新型涉及温度采集电路技术领域，具体为一种可实现宽范围高精度的温度采集电路，包括PCB电路板、温度采集调整电路模块和信号处理MCU，本实用新型通过控制加热器内部PCB板1上信号处理MCU的I/O信号通断，实现对内部上拉电阻进行切换，通过改变内部上拉电阻的电阻值来对外部第一NTC温度传感器和第二NTC温度传感器的电阻分压进行调整，可以始终将外部第一NTC温度传感器和第二NTC温度传感器的电阻的分压调整在一个适合ADC采集的电压范围内，可以有效提高电阻采集在全量程范围的精度。
Description
技术领域
本实用新型涉及温度采集电路技术领域，具体为一种可实现宽范围高精度的温度采集电路。
背景技术
在新能源汽车领域，NTC传感器被广泛应用于电动车加热器中冷却液温度采集领域。随着电动车加热器行业的发展，为了使热管理系统更加稳定的控制电池包温度或乘客舱空调温度，加热器对冷却液温度采集测量的精度要求越来越高。NTC传感器在不同温度范围内阻值差异很大。比如在-50℃下NTC的阻值达到几百kΩ，但是当温度上升到125℃时候NTC的阻值只有零点几kΩ，因此对温度的采集很难使用一个上拉电阻进行采样处理。
传统加热器温度采集冷却液温度仅仅使用一个上拉电阻和NTC传感器进行分压后，送个单片机做ADC采样处理上报采集到的温度，这样会导致加热器只能在一段特定的温度范围内实行对冷却液温度的精确测试，超出此区间范围内温度采样的结果误差非常大，针对这个问题，设计了一种可实现宽范围高精度的温度采集电路。
实用新型内容
本实用新型的目的在于提供一种可实现宽范围高精度的温度采集电路，以解决上述背景技术中提出的问题。
为实现上述目的，本实用新型提供如下技术方案：一种可实现宽范围高精度的温度采集电路，包括PCB电路板、温度采集调整电路模块和信号处理MCU，所述PCB电路板表面设置有温度采集调整电路模块，所述温度采集调整电路模块侧边于PCB电路板表面连接有信号处理MCU，所述温度采集调整电路模块另一侧边于PCB电路板表面边缘设置有线对板插接件，所述线对板插接件上连接有第一NTC温度传感器和第二NTC温度传感器。
优选的，所述第一NTC温度传感器与加热器的进水口相连接，所述第二NTC温度传感器与加热器的出水口相连接。
优选的，所述信号处理MCU内部包含第一NTC温度传感器和第二NTC温度传感器的温度-阻值表，便于查询到第一NTC温度传感器和第二NTC温度传感器阻值所对应的温度。
优选的，所述温度采集调整电路模块包含上拉电阻、精准电压源和三极管，所述第一NTC温度传感器和第二NTC温度传感器分别通过上拉电阻与温度采集调整电路模块相连接，其中一个上拉电阻另一端连接到+5V精准电压源，另外一个上拉电阻的另一端与三极管的C极相连接，三级管的E极与+5V精准电压源连接，三级管B极由信号处理MCU的I/O进行控制，便于通过控制三极管的导通和截止来匹配适合的上拉电阻。
优选的，两个所述上拉电阻相差两个数量级。
与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：本实用新型通过控制加热器内部PCB板1上信号处理MCU的I/O信号通断，实现对内部上拉电阻进行切换，通过改变内部上拉电阻的电阻值来对外部第一NTC温度传感器和第二NTC温度传感器的电阻分压进行调整，可以始终将外部第一NTC温度传感器和第二NTC温度传感器的电阻的分压调整在一个适合ADC采集的电压范围内，可以有效提高电阻采集在全量程范围的精度。
附图说明
图1为本实用新型的整体结构示意图；
图2为本实用新型的电路原理示意图。
图中：1、PCB电路板；2、温度采集调整电路模块；3、信号处理MCU；4、第一NTC温度传感器；5、第二NTC温度传感器；6、线对板插接件。
具体实施方式
下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
在本实用新型的描述中，需要说明的是，术语“竖直”、“上”、“下”、“水平”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置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实用新型的限制。
在本实用新型的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。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实用新型中的具体含义。
请参阅图1-2，本实用新型提供一种技术方案：一种可实现宽范围高精度的温度采集电路，包括PCB电路板1、温度采集调整电路模块2和信号处理MCU3，PCB电路板1表面设置有温度采集调整电路模块2，温度采集调整电路模块2侧边于PCB电路板1表面连接有信号处理MCU3，温度采集调整电路模块2另一侧边于PCB电路板1表面边缘设置有线对板插接件6，线对板插接件6上连接有第一NTC温度传感器4和第二NTC温度传感器5。
进一步的，第一NTC温度传感器4与加热器的进水口相连接，第二NTC温度传感器5与加热器的出水口相连接。
进一步的，信号处理MCU3内部包含第一NTC温度传感器4和第二NTC温度传感器5的温度-阻值表，便于查询到第一NTC温度传感器4和第二NTC温度传感器5阻值所对应的温度。
进一步的，温度采集调整电路模块2包含上拉电阻、精准电压源和三极管，第一NTC温度传感器4和第二NTC温度传感器5分别通过上拉电阻与温度采集调整电路模块2相连接，其中一个上拉电阻另一端连接到+5V精准电压源，另外一个上拉电阻的另一端与三极管的C极相连接，三级管的E极与+5V精准电压源连接，三级管B极由信号处理MCU3的I/O进行控制，便于通过控制三极管的导通和截止来匹配适合的上拉电阻。
进一步的，两个上拉电阻相差两个数量级。
其中，本实用新型包含采集NTC电阻阻值的方法，具体步骤如下：
步骤1：信号处理MCU3的I/O控制信号EN-T-OS控制Q8和Q7三极管处于断开，将电阻阻值为100KΩ内部电阻与外部待测第一NTC温度传感器4和第二NTC温度传感器5电阻互相连接，分压后获取到待测第一NTC温度传感器4和第二NTC温度传感器5电阻的电压，信号处理MCU3根据预存的电压范围判断采集到的电压是否在范围内，若在范围内则计算电阻值，通过查询温度-阻值表后通过LIN总线上报出进水口温度和出水口温度，若不符合则进入步骤2；
步骤2：信号处理MCU3得到步骤1所采集到的电压值之后，根据电压值信号处理MCU3的I/O控制信号EN-T-OS控制Q8和Q7三极管的闭合，将并联的电阻值与外部待测NTC电阻相连接；
步骤3：检测外部待测第一NTC温度传感器4和第二NTC温度传感器5电阻的分压，并计算第一NTC温度传感器4和第二NTC温度传感器5的阻值，通过查询温度-阻值表后通过LIN总线上报出进水口温度和出水口温度。
工作原理：当第一NTC温度传感器4和第二NTC温度传感器5所处温度在-50℃到﹢25℃范围内时，信号处理MCU3的EN-T-OS的点平置低，三极管Q7和Q8处于截止状态，第一NTC温度传感器4上的电阻值通过上拉电阻R41到+5V,分压后的模拟电压通过滤波电容C46滤波处理后经电阻R38转换成模拟信号T-SENSOR1；模拟信号T-SENSOR1经过信号处理MCU3内部的ADC采样转换处理后输出实际温度值。同样第二NTC温度传感器5上的电阻值通过上拉电阻R48到+5V,分压后的模拟电压通过滤波电容C47滤波处理后经电阻R53转换成模拟信号T-SENSOR2；模拟信号T-SENSOR2经过信号处理MCU3内部的ADC采样转换处理后输出实际温度值。当第一NTC温度传感器4和第二NTC温度传感器5所处温度在25℃到125℃范围内时，信号处理MCU3的EN-T-OS的点平置高，三极管Q7和Q8处于导通状态，第一NTC温度传感器4上的电阻值通过上拉电阻(R41和R42并联电阻)到+5V,分压后的模拟电压通过滤波电容C46滤波处理后经电阻R38转换成模拟信号T-SENSOR1；模拟信号T-SENSOR1经过信号处理MCU3内部的ADC采样转换处理后输出实际温度值；同样第二NTC温度传感器5上的电阻值通过上拉电阻上拉电阻(R45和R48并联电阻)到+5V,分压后的模拟电压通过滤波电容C47滤波处理后经电阻R53转换成模拟信号T-SENSOR2。模拟信号T-SENSOR2经过信号处理MCU3内部的ADC采样转换处理后输出实际温度值。
本实用新型通过控制加热器内部PCB板1上信号处理MCU3的I/O信号通断，实现对内部上拉电阻进行切换，通过改变内部上拉电阻的电阻值来对外部第一NTC温度传感器4和第二NTC温度传感器5的电阻分压进行调整，可以始终将外部第一NTC温度传感器4和第二NTC温度传感器5的电阻的分压调整在一个适合ADC采集的电压范围内，可以有效提高电阻采集在全量程范围的精度。
尽管已经示出和描述了本实用新型的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本实用新型的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本实用新型的范围由所附权利要求及其等同物限定。
Claims (5)
1.一种可实现宽范围高精度的温度采集电路，包括PCB电路板(1)、温度采集调整电路模块(2)和信号处理MCU(3)，其特征在于：所述PCB电路板(1)表面设置有温度采集调整电路模块(2)，所述温度采集调整电路模块(2)侧边于PCB电路板(1)表面连接有信号处理MCU(3)，所述温度采集调整电路模块(2)另一侧边于PCB电路板(1)表面边缘设置有线对板插接件(6)，所述线对板插接件(6)上连接有第一NTC温度传感器(4)和第二NTC温度传感器(5)。
2.根据权利要求1所述的一种可实现宽范围高精度的温度采集电路，其特征在于：所述第一NTC温度传感器(4)与加热器的进水口相连接，所述第二NTC温度传感器(5)与加热器的出水口相连接。
3.根据权利要求1所述的一种可实现宽范围高精度的温度采集电路，其特征在于：所述信号处理MCU(3)内部包含第一NTC温度传感器(4)和第二NTC温度传感器(5)的温度-阻值表。
4.根据权利要求1所述的一种可实现宽范围高精度的温度采集电路，其特征在于：所述温度采集调整电路模块(2)包含上拉电阻、精准电压源和三极管，所述第一NTC温度传感器(4)和第二NTC温度传感器(5)分别通过上拉电阻与温度采集调整电路模块(2)相连接，其中一个上拉电阻另一端连接到+5V精准电压源，另外一个上拉电阻的另一端与三极管的C极相连接，三级管的E极与+5V精准电压源连接，三级管B极由信号处理MCU(3)的I/O进行控制。
5.根据权利要求4所述的一种可实现宽范围高精度的温度采集电路，其特征在于：两个所述上拉电阻相差两个数量级。
Priority Applications (1)
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| CN202121169415.3U CN214893744U (zh) | 2021-05-28 | 2021-05-28 | 一种可实现宽范围高精度的温度采集电路 |
Applications Claiming Priority (1)
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Publications (1)
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| CN214893744U true CN214893744U (zh) | 2021-11-26 |
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ID=78901577
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN202121169415.3U Active CN214893744U (zh) | 2021-05-28 | 2021-05-28 | 一种可实现宽范围高精度的温度采集电路 |
Country Status (1)
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|---|---|
| CN (1) | CN214893744U (zh) |
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2021
- 2021-05-28 CN CN202121169415.3U patent/CN214893744U/zh active Active
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