CN101377440B

CN101377440B - 温度测量装置及其温度校验方法

Info

Publication number: CN101377440B
Application number: CN2007100768317A
Authority: CN
Inventors: 祖波; 丁会利; 周波; 徐循进
Original assignee: BYD Co Ltd
Current assignee: BYD Co Ltd
Priority date: 2007-08-31
Filing date: 2007-08-31
Publication date: 2010-08-25
Anticipated expiration: 2027-08-31
Also published as: CN101377440A

Abstract

本发明公开了一种温度测量装置及其温度校验方法，温度测量装置包括温度传感器、MCU、存储器，温度传感器与MCU采样端连接；存储器内置于MCU，或外置并与MCU连接；存储器内置有由温度校验方法得到的温度传感器采样模数转换值-温度对应关系曲线；MCU采样温度传感器的压降，得出其采样模数转换值；由采样模数转换值-温度对应关系曲线计算出对应的温度值。由于采样模数转换值-温度对应关系曲线中温度值与基准电压的变化无关，采用本发明后消除了采样的基准电压VCC波动引起的温度误差，使所采集的温度的精度提高了10％左右，提高了测量结果的准确性、稳定性。

Description

温度测量装置及其温度校验方法

【技术领域】

本发明涉及一种控制系统，特别涉及其中的温度测量装置。

温度测量技术中，一般使用制造商提供的电阻跟温度的特性关系函数曲线，在其上插入若干个点，相临两点用直线相连，这样该特性曲线就被分为了若干小段，设每段的斜率为k_x(x为每段的段号)，在温度测量装置获得采样的AD值后，根据AD转换算法，算出其对应的电压值V_X，再根据公式

V_{CC} \frac{R_{X}}{R_{X} + r} = V_{X}

反算出电阻值R_X，

R_{X} = \frac{V_{X} r}{V_{CC} - V_{X}},

这样便可以知道此R_X位于分段函数的哪一段，然后根据斜率即可算出对应的温度T_X，如图2所示，

T_{X} = T_{2} - K_{3} (R_{2} - \frac{V_{X} r}{V_{CC} - V_{X}}) .

从计算公式就可以看出V_CC的变化会对温度值的精确度产生影响，事实上因为元器件的差异性，每个温度测量装置的V_CC都不相同，从而使所测得的温度出现误差，据实际测量，V_CC的每20mv的电压波动即可以导致1度的温度测量误差，对产品的性能造成很大影响。

本发明的主要目的是：提供一种降低温度测量误差、使测量结果更为准确的温度测量装置及其温度校验方法。

为实现上述目的，本发明提出一种温度测量装置，包括温度传感器、MCU、存储器，所述温度传感器与所述MCU采样端连接；所述存储器内置于所述MCU，或外置并与所述MCU连接；所述存储器内置有温度传感器采样模数转换值-温度对应关系曲线；所述MCU采样温度传感器的压降，得出其采样模数转换值；由所述采样模数转换值-温度对应关系曲线计算出对应的温度值，其中所述MCU利用若干校验支路以及从所述温度传感器的电阻-温度对应关系曲线选取的用于模拟所述温度传感器的校验电阻，采样校验支路逐一接入所述温度测量装置后各个校验电阻对应的压降以得到对应的采样模数转换值，所述存储器存储所述采样模数转换值以与各个校验电阻对应的温度值构成所述采样模数转换值-温度对应关系曲线。

上述的温度测量装置，还包括CAN收发器，与所述MCU连接。

同时，本发明提出了一种温度校验方法，包括如下步骤：采用测试工装设置若干校验支路，每一校验支路根据温度传感器的电阻-温度对应关系阻值对应的压降，得出其采样模数转换值；将采样模数转换值一一存储于温度测量装置的存储器中，并与该校验电阻值对应的温度值构成温度传感器的采样模数转换值-温度对应关系曲线。

上述的温度校验方法，所述测试工装每接入一个校验支路，即向所述温度测量装置发送采样通知；所述温度测量装置据此采样电压、计算采样模数转换值并存入存储器。所述温度测量装置每存入一采样模数转换值，即向所述测试工装发送当次校验完毕通知，所述测试工装据此切换接入下一个校验支路。所述温度测量装置与所述测试工装通过CAN总线进行通信。

由于采用了以上的方案，本发明用实际校验所得的分段函数代替原来的函数特性曲线，将温度传感器的电阻-温度特性曲线替换成实时校验所得的采样模数转换值-温度特性曲线；由于采样模数转换值-温度特性曲线中温度值与基准电压的变化无关，采用本发明后消除了采样的基准电压V_CC波动引起的温度误差，使所采集的温度的精度提高了10％左右，提高了测量结果的准确性、稳定性。

【附图说明】

图1是本发明电路原理示意图；

图2是本发明温度检验连接原理图；

图3是本发明所用温度传感器的R-T特性曲线示意图；

图4是由本发明所用温度传感器的R-T特性曲线转化而来的AD-T特性曲线示意图；图5是本发明的流程图。

【具体实施方式】

下面通过具体的实施例并结合附图对本发明作进一步详细的描述。

下面结合附图对本例的硬件电路及方法进行介绍：如图1所示，温度测量装置包括MCU、温度传感器、存储器、CAN收发器；温度传感器、存储器、CAN收发器分别与MCU连接；使用时，温度传感器安装于需要监测温度的现场。如图2所示，测试工装包括若干校验支路、MCU、CAN收发器；每一校验支路包括上拉电阻r、校验电阻R_X，校验电阻是根据制造商提供的温度传感器的温度-电阻特性曲线选择出来的若干个电阻值，SW-DPST为双刀双掷开关，VCC为基准电压。在测试时，由校验电阻模拟温度传感器，图2中的校验支路是多个校验支路中的其中一个支路，其他的校验支路与此类似。

方法如下：在将校验支路开关拨到一挡时测试工装上对应的I/O口将被拉低，于是工装将检测到对应的校验支路信号；同时与校验支路信号相对应的校验电阻将通过接插件被接到温度测量装置的A/D采样电路上，在按下校验请求按钮后，测试工装检测到该信号即通过CAN收发器用CAN报文向温度测量装置发送开始采样的命令，温度测量装置启动A/D转换并记录下该校验电阻值所对应的AD值将其存入存储器中，然后通过CAN收发器用CAN报文向测试工装发送该档已经校验完毕的信号，测试工装在收到该信号后即确认该档已经校验完毕等待下个校验支路校验的开始。在所有的校验支路均被校验完毕后测试工装将软件置位校验完毕指示灯对应的I/O口，点亮该指示灯。在校验完毕后，图3所示的温度传感器的R-T特性曲线就被图4所示的AD-T特性曲线所代替。如图4所示，假设实际测量温度时测得的AD值为AD_X且位于第三段函数上，则可根据公式：

AD_X＝2¹⁰*V_X/V_CC

V_X＝V_CC*R_X/R_X+r

{AD}_{X} = 2^{10} \frac{V_{CC}}{R_{X} + r} \frac{R_{X}}{V_{CC}} = \frac{R_{X} 2^{10}}{R_{X} + r}

T_{X} = T_{2} - K_{3} ({AD}_{2} - \frac{R_{X} 2^{10}}{R_{X} + r})

计算出T_X值，由公式可以看出该值与V_CC无关，即可消除由于V_CC的差异而引起的温度误差。控制流程图如图5所示。

以上内容是结合具体的优选实施方式对本发明所作的进一步详细说明，不能认定本发明的具体实施只局限于这些说明。对于本发明所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干简单推演或替换，都应当视为属于本发明的保护范围。

Claims

1.一种温度测量装置，包括温度传感器、MCU、存储器，所述温度传感器与所述MCU采样端连接；所述存储器内置于所述MCU，或外置并与所述MCU连接；其特征是：所述存储器内置有温度传感器采样模数转换值-温度对应关系曲线；所述MCU采样温度传感器的压降，得出其采样模数转换值；由所述采样模数转换值-温度对应关系曲线计算出对应的温度值；

其中所述MCU利用若干校验支路以及从所述温度传感器的电阻-温度对应关系曲线选取的用于模拟所述温度传感器的校验电阻，采样校验支路逐一接入所述温度测量装置后各个校验电阻对应的压降以得到对应的采样模数转换值，所述存储器存储所述采样模数转换值以与各个校验电阻对应的温度值构成所述采样模数转换值-温度对应关系曲线。

2.如权利要求1所述的温度测量装置，其特征是：还包括CAN收发器，与所述MCU连接。

3.一种温度校验方法，包括如下步骤：采用测试工装设置若干校验支路，每一校验支路根据温度传感器的电阻-温度对应关系曲线选取校验电阻值；将校验支路逐一接入温度测量装置，采样各校验电阻值对应的压降，得出其采样模数转换值；将采样模数转换值一一存储于温度测量装置的存储器中，并与该校验电阻值对应的温度值构成温度传感器的采样模数转换值-温度对应关系曲线。

4.如权利要求3所述的温度校验方法，其特征是：所述测试工装每接入一个校验支路，即向所述温度测量装置发送采样通知；所述温度测量装置据此采样电压、计算采样模数转换值并存入存储器。

5.如权利要求4所述的温度校验方法，其特征是：所述温度测量装置每存入一采样模数转换值，即向所述测试工装发送当次校验完毕通知，所述测试工装据此切换接入下一个校验支路。

6.如权利要求4或5所述的温度校验方法，其特征是：所述温度测量装置与所述测试工装通过CAN总线进行通信。