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Die Erfindung betrifft eine Temperaturmeßschaltung eines Haushaltsgeräts mit einem resistiven Temperatursensor, einem Mikroprozessor mit einem Temperaturerfassungseingang für den Temperatursensor, wobei der Temperatursensor zwischen dem Sensoreingang und einem Bezugspotential geschaltet ist und ein Linearisierungswiderstand vorgesehen ist. Die Erfindung betrifft weiterhin ein Haushaltsgerät mit einer solchen Temperaturmeßschaltung, sowie ein Verfahren zur mikroprozessorgesteuerten Temperaturmessung in einem Haushaltsgerät.
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Derartige Temperaturmeßschaltungen finden in Hausgeräten häufig Verwendung, da resistive Temperatursensoren bei ausreichender Genauigkeit kostengünstig und zuverlässig einsetzbar sind. Wegen der meist nichtlinearen Kennlinie der Temperatursensoren, wird in der Regel der Temperatursensor mit einer Beschaltung versehen, die eine weitgehende Linearisierung der Kennlinie bewirkt. Der Linearisierungswiderstand muß jedoch gut an die Kennlinie des Temperatursensors angepaßt sein.
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WO2006/114340A1 zeigt eine solche Temperaturmeßschaltung mit einem NTC, bei der überprüft wird, ob der Temperatursensor ordnungsgemäß funktioniert.
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In der
WO91/08441 A1 ist eine Meßschaltung offenbart, bei der ein Widerstandnetzwerk verändert wird, um den Arbeitspunkt für den Betrieb eine resistiven Temperatursensors zu verschieben. Damit kann mit ein und demselben Temperatursensor in einem weiten Bereich gemessen werden.
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Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, eine Temperaturmeßschaltung bereitzustellen, die kostengünstig einen flexiblen Einsatz unterschiedlicher Temperatursensoren erlaubt.
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Dies wird erreicht durch eine Temperaturmeßschaltung eines Haushaltsgeräts mit einem resistiven Temperatursensor, einem Mikroprozessor mit einem Temperaturerfassungseingang für den Temperatursensor, wobei der Temperatursensor zwischen dem Temperaturerfassungseingang und einem Bezugspotential geschaltet ist und am Temperaturerfassungseingang ein Linearisierungswiderstand vorgesehen ist, der durch den Mikroprozessor veränderbar ist. Eine solche Temperaturmeßschaltung ist in der Lage, sich automatisch an den Typ, d.h. an die Kennlinie des verwendeten Temperatursensors anzupassen. Dies geschieht mittels Veränderung des Linearisierungswiderstandes durch den Mikroprozessor. Wenn der Mikroprozessor feststellt, daß Meßwerte von dem Temperatursensor nicht in den zulässigen Wertebereich passen kann er den Linearisierungswiderstand solange verändern, bis der zulässige Wertebereich erreicht ist, oder falls dies nicht möglich ist, eine Fehlermeldung ausgeben und oder den Betrieb des Haushaltsgeräts unterbinden. Dies hat den Vorteil, daß beispielsweise in einer Gerätebaureihe, in der unterschiedliche Temperatursensoren verbaut sein können, keine unterschiedlichen Varianten für die Temperaturmeßschaltung vorgehalten werden müssen. Die Temperaturmeßschaltung kann beispielsweise in einer Steuereinheit integriert sein, die prinzipiell für verschiedene Haushaltsgeräte vorgesehen sein kann, insbesondere Haushaltsgeräte, die Temperatursensoren mit unterschiedlichen Kennlinien aufweisen können.
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Gemäß einer vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung ist als Linearisierungswiderstand ein Pull-up-Widerstand zwischen dem Sensoreingang und einem Referenzpotential geschaltet. Der Linearisierungswiderstand und der resistive Temperatursensor bilden einen Spannungsteiler, der durch Veränderung des Linearisierungswiderstandes sehr einfach an Temperatursensoren mit unterscheidelicher Kennlinie anpaßbar ist.
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Gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung ist der Linearisierungswiderstand durch Schalten eines weiteren Pull-up-Widerstandes parallel zum ersten Pull-up-Widerstand veränderbar. Das Parallelschalten des weiteren Pull-up-Widerstandes lässt sich sehr einfach realisieren, beispielsweise mittels eines elektrischen Schalters, der vom Mikroprozessor ansteuerbar ist.
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Gemäß einer anderen vorteilhaften Weiterbildung ist der Linearisierungswiderstand durch Reihenschaltung des Pull-up-Widerstandes mit einem weiteren Pull-up-Widerstand veränderbar ist.
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Das Ziel der Erfindung wird auch erreicht durch ein Verfahren zur mikroprozessorgesteuerten Temperaturmessung in einem Haushaltsgerät, bei dem durch einen Mikroprozessor ein Meßwert eines zwischen einem mit einem Linearisierungswiderstand versehenen Temperaturerfassungseingang des Mikroprozessors und einem Bezugspotential geschalteten resistiven Temperatursensors erfaßt wird, wobei, falls der Meßwert nicht in einem zulässigen Wertebereich liegt, der Wert des Linearisierungswiderstandes von dem Mikroprozessor verändert wird. Damit wird eine automatische Anpassung einer mikroprozessorgesteuerten Temperaturmeßschaltung in einem Haushaltsgerät an einen Temperatursensor erreicht.
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Weitere Vorteile und Merkmale der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen und der nachfolgenden Beschreibung unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen. In den Zeichnungen zeigt:
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1 ein schematisches Blockschaltbild einer Temperaturmeßschaltung gemäß einer ersten Ausführungsform der Erfindung,
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2 ein Diagramm mit einer Darstellung von Widerstands-Temperatur-(R/T-)Kennlinien unterschiedlicher Heißleiter (NTC) und
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3 ein Diagramm mit einer Darstellung von Spannungs/Temperatur-(U/T-)Kennlinien für die Temperaturmeßschaltung aus 1 mit unterschiedlichen Heißleitern (NTC).
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In 1 ist schematisch eine Temperaturmeßschaltung 10 eines Haushaltsgerätes dargestellt. Das Haushaltsgerät soll im vorgestellten Beispiel ein Wäschetrockner sein, in welchem die Temperaturmeßschaltung 10 die Temperatur der Prozeßluft in einem Luftkanal erfaßt.
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Die Temperaturmeßschaltung 10 weist einen Temperatursensor 12 auf. Der Temperatursensor ist in diesem Beispiel als Heißleiter (NTC) ausgebildet. Der Temperatursensor 12 ist in einem Prozeßluftkanal des Wäschetrockners (nicht dargestellt) untergebracht, sodaß er von der Prozeßluft überstrichen wird. Entsprechend der Widerstands-Temperatur-(R/T-) Kennlinie 14 in 2 ändert sich der Widerstand des Temperatursensors 12 abhängig von der Temperatur der Prozeßluft.
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Die Temperaturmeßschaltung 10 weist weiterhin einen Mikroprozessor 20 auf. Der Mikroprozessor besitzt Eingänge 22, 24, mit denen er elektrische Signale erfassen kann, sowie Ausgänge 26 über welche er elektrische Signale ausgeben kann.
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Der Mikroprozessor 20 kann in dem Waschtrockner außer zur Temperaturerfassung auch für andere Aufgaben vorgesehen sein, beispielsweise für die Ablaufsteuerung des Trocknungsprozesses, die Steuerung einer Benutzerschnittstelle etc.
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Der Temperatursensor 12 besitzt zwei Anschlüsse, von denen ein erster Anschluß 16 über eine zweipolige Steckverbindung 18 mit einem Massepotential GND der Temperaturmeßschaltung 10 verbunden ist. Ein zweiter Anschluß 17 der Temperatursensors 12 ist über die zweipolige Steckverbindung 16 mit einem Eingang des Mikroprozessors 20, dem Temperaturerfassungseingang 22, verbunden. Der Temperaturerfassungseingang 22 ist zudem über einen ersten Pull-up-Widerstand 30 mit einem Referenzspannungspotential Uref der Temperaturmeßschaltung 10 verbunden.
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Ein zweiter Pull-up-Widerstand 32 ist mit einem Anschluß ebenfalls mit dem Temperaturerfassungseingang 22 des Mikroprozessors 20 verbunden. Der andere Anschluß des zweiten Pull-up-Widerstands 32 ist an einem Knoten 34 angeschlossen, der über einen Schalter 36 mit dem Referenzspannungspotential Uref verbunden werden kann. Der Schalter 36 ist in dieser Ausführungsform als elektronischer Schalter ausgebildet, der von einem Steuerausgang 26 des Mikroprozessors 20 gesteuert wird. Ein weiterer Eingang des Mikroprozessors, der Zustandserfassungseingang 24, ist mit dem Knoten 34 verbunden, um den Zustand des Schalters 36 zu erfassen.
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Im Folgenden wird die Funktionsweise der Temperaturmeßschaltung 10 erläutert.
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In 3 ist in Abhängigkeit der Prozeßlufttemperatur T die Spannung über dem Temperatursensor 12 in Form einer Spannungs/Temperatur-(U/T-)Kennlinie 40 dargestellt. Der in Reihe zum NTC 12 geschaltete erste Pull-up-Widerstand 30 sorgt als Linearisierungswiderstand für eine Linearisierung der Kennlinie 40.
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In dem Wäschetrockner treten im ordnungsgemäßen Betrieb Temperaturen in einem Bereich dTvalid zwischen den Grenzen T1 und T2 auf, die in 3 gekennzeichnet sind. Das bedeutet, daß die gemäß der U/T-Kennlinie die Spannungsmeßwerte am Temperaturerfassungseingang 22 des Mikroprozessors 20 in einem gültigen Wertebereich dUvalid zwischen den Grenzen U1 und U2 liegen.
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In dem Wäschetrockner mit der Temperaturmeßschaltung 10 kann je nach Ausführung des Wäschetrockner-Modells als Temperatursensor 12 ein anderer Typ von NTC verbaut sein. Die in der gezeigten Ausführungsform möglichen beiden NTC-Typen unterscheiden sich durch die R/T-Kennlinie (2): der erste NTC Typ hat eine erste Kennlinie 14, der zweite NTC-Typ eine zweite Kennlinie 15.
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Ist der erste NTC-Typ in dem Wäschetrockner verbaut, so ergibt sich mit dem ersten Pull-up-Widerstand 30 als Linearisierungswiderstand für die vorkommenden Temperaturen im Bereich zwischen T1 und T2 am Temperaturerfassungseingang 22 des Mikroprozessors 20 ein Wertebereich zwischen den Grenzen U1 und U2. Die vom Mikroprozessor 20 erfaßten Werte liegen also im zulässigen Bereich dUvalid, was vom Mikroprozessor 20 so ausgewertet wird, daß der Temperatursensor 12 in Ordnung ist. Die Temperaturmeßschaltung 10 liefert plausible Werte und kann ordnungsgemäß betrieben werden.
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Ist dagegen der zweite NTC-Typ in dem Wäschetrockner verbaut, so ergibt sich wegen der vom ersten NTC-Typen verschiedenen R/T-Kennlinie 15 für die vorkommenden Temperaturen im Bereich dTvalid zwischen den Grenzen T1 und T2 mit dem ersten Pull-up-Widerstand 30 als Linearisierungswiderstand am Temperaturerfassungseingang 22 des Mikroprozessors 20 eine andere U/T-Kennlinie 42 mit einem Wertebereich dUvoid zwischen den Grenzen U3 und U4. Die vom Mikroprozessor 20 erfaßten Werte liegen also nicht im zulässigen Bereich dUvalid, was vom Mikroprozessor 20 so ausgewertet wird, daß der Temperatursensor 12 nicht in Ordnung ist.
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Um für den zweiten NTC-Typ eine U/T-Kennlinie mit einem zulässigen Wertebereich dUvalid zu erhalten, muß der Linearisierungswiderstand verändert werden Als Maßnahme schließt der Mikroprozessor 20 in diesem Fall über seinen Ausgang 26 den Schalter 36 und verbindet damit den zweiten Pull-up-Widerstand 32 ebenfalls mit der Referenzspannung Uref. Damit sind der erste Pull-up-Widerstand 30 und der zweite Pull-up-Widerstand 32 parallel geschaltet und bilden einen veränderten Linearisierungswiderstand. Mit diesem veränderten Linearisierungswiderstand hat die Meßschaltung mi dem zweiten NTC-Typen eine U/T-Kennlinie, die für die vorkommenden Temperaturen im Bereich zwischen T1 und T2 am Temperaturerfassungseingang 22 des Mikroprozessors 20 wiederum einen zulässigen Wertebereich zwischen den Grenzen U1 und U2 ergibt.
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Die vom Mikroprozessor 20 erfaßten Werte liegen also im zulässigen Bereich dUvalid. Die Temperaturmeßschaltung 10 liefert plausible Werte und kann ordnungsgemäß betrieben werden.
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Liegen die erfaßten Spannungswerte auch mit dem veränderten Linearisierungswiderstand nicht im zulässigen Bereich, insbesondere nahezu an der Referenzspannung Uref oder nahezu auf Massepotential GND, dann erkennt der Mikroprozessor 20 daß ein Fehler vorliegt, etwa Kabelbruch oder Kurzschluß, unterbindet den Betrieb des Wäschetrockners und gibt eine entsprechende Fehlermeldung aus.
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Für den Fall, daß sich der Wertebereich dUvoid zwischen den Grenzen U3 und U4 mit dem zulässigen Bereich dUvalid überschneidet, die untere Grenze U3 also zwischen U1 und U2 im zulässigen Bereich dUvalid liegt, kann die Erfassung einen zulässigen Wert ergeben, obwohl der Linearisierungswiderstand nicht korrekt angepaßt ist. In diesem Fall kann der Mikroprozessor aufgrund von Plausibilitäten dennoch feststellen, daß der Linearisierungswiderstand anzupassen ist, also der Schalter 36 geschlossen werden muß. Eine solche Plausibilität kann z.B. die Tatsache sein, daß kurz nach dem Einschalten der Heizung die Temperatur der Prozeßluft eine bestimmte Temperatur noch nicht erreicht haben kann. Ein Wert U3 dürfte dann nicht auftreten, es ist also ein NTC mit einer anderen Kannlinie verbaut, der Linearisierungswiderstand ist also anzupassen.
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In nicht dargestellten Varianten können auch andere Möglichkeiten vorgesehen sein, den Linearisierungswiderstand zu verändern um die Temperaturmeßschaltung automatisch an den NTC-Typen anzupassen. Beispielsweise kann statt einer Parallelschaltung eines weiteren Pull-up-Widerstandes auch eine Serienschaltung oder ein Umschalten des Pull-up-Widerstandes vorgesehen sein. Des weiteren ist es möglich, mehrere schaltbare Pull-up-Widerstände vorzusehen, um die Schaltung an mehrere NTC-Typen anpassen zu können.
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Die Pull-up-Widerstände und/oder der Schalter können auch integriert in den Mikroprozessor vorgesehen sein.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- WO 2006/114340 A1 [0003]
- WO 91/08441 A1 [0004]
