本發(fā)明涉及電阻型溫度傳感器阻值檢測(cè)裝置及方法。

背景技術(shù)：

在室內(nèi)溫度檢測(cè)、溶液溫度檢測(cè)、器件過(guò)溫保護(hù)等場(chǎng)合，需要檢測(cè)溫度，溫度與溫度傳感器(熱敏電阻)的特性(例如阻值)是直接相關(guān)的，因此溫度校準(zhǔn)就尤為重要?，F(xiàn)有的溫度校準(zhǔn)方法非常復(fù)雜，實(shí)現(xiàn)成本高，不利用推廣和應(yīng)用。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明所要解決的技術(shù)問(wèn)題是，針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)不足，提供一種電阻型溫度傳感器阻值檢測(cè)裝置及方法。

為解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明所采用的技術(shù)方案是：一種電阻型溫度傳感器阻值檢測(cè)裝置，包括熱敏電阻，還包括模數(shù)轉(zhuǎn)換器和處理器；所述熱敏電阻與分壓保護(hù)電阻串聯(lián)；所述分壓保護(hù)電阻接參考電源；所述模數(shù)轉(zhuǎn)換器輸入端接入所述熱敏電阻與分壓保護(hù)電阻之間；所述模數(shù)轉(zhuǎn)換器輸出端接所述處理器。

所述模數(shù)轉(zhuǎn)換器輸入端通過(guò)濾波電路接入所述熱敏電阻與分壓保護(hù)電阻之間。濾波電路可以提高測(cè)量精度和穩(wěn)定性。

所述濾波電路為RC濾波電路。RC濾波電路結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，成本低廉，易于實(shí)現(xiàn)。

本發(fā)明還提供了一種利用上述檢測(cè)裝置進(jìn)行電阻型溫度傳感器阻值校準(zhǔn)的方法，包括以下步驟：

1)用標(biāo)準(zhǔn)電阻替代熱敏電阻接入所述電阻型溫度傳感器阻值檢測(cè)裝置中，并建立如下校準(zhǔn)模型：

其中，y為標(biāo)準(zhǔn)電阻的阻值；x為模數(shù)轉(zhuǎn)換器的輸出值；D_max為模數(shù)轉(zhuǎn)換器輸出值的最大值；k、b為校準(zhǔn)常數(shù)；

2)利用下述公式計(jì)算校準(zhǔn)常數(shù)k、b：

其中，y₁、y₂為兩次接入所述電阻型溫度傳感器阻值檢測(cè)裝置的兩個(gè)標(biāo)準(zhǔn)電阻的阻值，且y₁≠y₂；x₁、x₂為所述兩個(gè)標(biāo)準(zhǔn)電阻接入時(shí)對(duì)應(yīng)的模數(shù)轉(zhuǎn)換器的輸出值。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明所具有的有益效果為：本發(fā)明實(shí)現(xiàn)過(guò)程簡(jiǎn)單，精度高，成本低，計(jì)算過(guò)程簡(jiǎn)單，便于推廣和應(yīng)用。

附圖說(shuō)明

圖1為本發(fā)明實(shí)施例1原理圖；

圖2為本發(fā)明實(shí)施例2原理圖；

圖3為本發(fā)明實(shí)施例3原理圖；

圖4為本發(fā)明實(shí)施例4原理圖。

具體實(shí)施方式

如圖1所示，本發(fā)明實(shí)施例1包括熱敏電阻Rx、模數(shù)轉(zhuǎn)換器ADC和處理器；所述熱敏電阻與分壓保護(hù)電阻R1串聯(lián)；所述分壓保護(hù)電阻接參考電源Vref；所述模數(shù)轉(zhuǎn)換器輸入端(輸入電壓為Vin)接入所述熱敏電阻與分壓保護(hù)電阻之間；所述模數(shù)轉(zhuǎn)換器輸出端接所述處理器。

為了提高校準(zhǔn)精度，本發(fā)明的模數(shù)轉(zhuǎn)換器輸入端通過(guò)RC濾波電路接入所述熱敏電阻與分壓保護(hù)電阻之間。RC濾波電路的濾波電阻R2一端接入熱敏電阻與分壓保護(hù)電阻之間，另一端接模數(shù)轉(zhuǎn)換器；濾波電容C1一端接入濾波電阻R2與模數(shù)轉(zhuǎn)換器之間，另一端接地。

如圖2，本發(fā)明實(shí)施例2中，熱敏電阻Rx與分壓保護(hù)電阻R1之間接有偏壓電阻R3，為模數(shù)轉(zhuǎn)換器輸入端接入一個(gè)可變的偏置電壓，防止Vin為0(Vin為0會(huì)導(dǎo)致測(cè)量不準(zhǔn)確)。

如圖3，為了防止Vin過(guò)大或者過(guò)小，導(dǎo)致模數(shù)轉(zhuǎn)換器損壞，本發(fā)明實(shí)施例3中，在數(shù)轉(zhuǎn)換器輸入端接有鉗位電路，限制Vin的幅值為-V_D2≤Vin≤Vref+V_D1，其中，V_D2為二極管D2的正向管壓降；V_D1為二極管D1的正向管壓降。

如圖4，本發(fā)明實(shí)施例4中，省去了RC濾波電路的濾波電阻R2，進(jìn)一步降低硬件成本，簡(jiǎn)化電路，減少器件，降低故障率。

實(shí)施例4中，鉗位電路設(shè)置于濾波電路與模數(shù)轉(zhuǎn)換器輸入端之間。同理，鉗位電路也可以設(shè)置于濾波電路輸入端。

對(duì)于實(shí)施例4，為了保證輸入信號(hào)Vin純凈，鉗位電路最好設(shè)置于濾波電路輸出端。

利用上述裝置進(jìn)行阻值檢測(cè)的過(guò)程如下：

1)用標(biāo)準(zhǔn)電阻替代熱敏電阻接入所述電阻型溫度傳感器阻值檢測(cè)裝置中，并建立如下校準(zhǔn)模型：

其中，y為標(biāo)準(zhǔn)電阻的阻值；x為模數(shù)轉(zhuǎn)換器的輸出值；D_max為模數(shù)轉(zhuǎn)換器輸出值的最大值；k、b為校準(zhǔn)常數(shù)；

2)利用下述公式計(jì)算校準(zhǔn)常數(shù)k、b：

其中，y₁、y₂為兩次接入所述電阻型溫度傳感器阻值檢測(cè)裝置的兩個(gè)標(biāo)準(zhǔn)電阻的阻值，且y₁≠y₂；x₁、x₂為所述兩個(gè)標(biāo)準(zhǔn)電阻接入時(shí)對(duì)應(yīng)的模數(shù)轉(zhuǎn)換器的輸出值。

例如，當(dāng)y₁＝2400歐姆時(shí)，測(cè)得x₁＝1150；y₂＝1000歐姆時(shí)，測(cè)得x₂＝2190，將該兩組數(shù)值代入校準(zhǔn)模型中，得到k＝10000，b＝-1505，即得到校準(zhǔn)模型為：使用時(shí)，將熱敏電阻替代標(biāo)準(zhǔn)電阻接入電阻型溫度傳感器阻值檢測(cè)裝置中，即可利用校準(zhǔn)模型獲得溫度傳感器的阻值，通過(guò)查表即可得到環(huán)境溫度，便于溫度檢測(cè)和控制。

為了驗(yàn)證本發(fā)明的有效性，采用NTC 10K 3950的溫度傳感器Rx，將Rx置于-20℃的恒溫環(huán)境中，測(cè)試發(fā)現(xiàn)Rx的測(cè)試阻值為88.6K，通過(guò)查詢NTC 10K 3950的溫度阻值表，發(fā)現(xiàn)Rx在-20℃的恒溫環(huán)境中的實(shí)際阻值為87.43K，即測(cè)試阻值與實(shí)際阻值差為1.17K，而在NTC 10K 3950的溫度阻值表中，-19℃和-20℃恒溫環(huán)境中，Rx的實(shí)際阻值差為4.64K(即1℃即相差4.64K)，遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于1.17K，因此本發(fā)明的測(cè)試阻值是滿足測(cè)量要求(測(cè)量范圍-40℃～110℃，精度為1％±1℃)的。

采用NTC 10K 3950的溫度傳感器Rx，將Rx置85℃的恒溫環(huán)境中，測(cè)試發(fā)現(xiàn)Rx的測(cè)試阻值為1.068K，通過(guò)查詢NTC 10K 3950的溫度阻值表，發(fā)現(xiàn)Rx在85℃的恒溫環(huán)境中的實(shí)際阻值為1.059K，即測(cè)試阻值與實(shí)際阻值差為0.009K，而在NTC 10K 3950的溫度阻值表中，84℃和85℃恒溫環(huán)境中，Rx的實(shí)際阻值差為0.034K，遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于0.009K，因此本發(fā)明的測(cè)試阻值是滿足測(cè)量要求(測(cè)量范圍-40℃～110℃，精度為1％±1℃)的。