[发明专利]基于热敏电阻的温度测量设备、模块及其方法

说明书

本申请提供一种基于热敏电阻的温度测量设备、模块及其方法，将参考电阻和热敏电阻串联设置并进行供电，在热敏电阻处于参考温度时，测量参考电阻两端的电压值、热敏电阻两端的电压值；在热敏电阻处于目标温度时，测量参考电阻两端的电压值、热敏电阻两端的电压值；推导所述热敏电阻的目标热敏阻值和参考热敏阻值之间的比值表达式，代入所述热敏电阻的阻值‑温度特性描述表达式中对应的位置，得到所述目标温度的最终表达式。本申请利用分压原理对参考电压进行实时采集，减小电压源波动的影响，本申请不再需要计算出热敏电阻的实际阻值，而用中间变量进行温度计算，消除参考电阻误差的影响，本申请方便设备之间的数据传输。

技术领域

本申请涉及温度检测技术领域，具体涉及一种基于热敏电阻的温度测量设备，还涉及一种基于热敏电阻的温度测量模块，以及一种基于热敏电阻的温度测量方法。

背景技术

热敏电阻是用金属氧化物或半导体材料作为电阻体的测温敏感元件，其中具有负温度系数热敏电阻(NTC)的阻值较大、灵敏度高、稳定性好、易于制作等特点，被广泛应用测温设备。热敏电阻的阻值-温度特性可描述如式(1)。

其中，B为热敏指数，由材料的物理特性决定，可视为固定常数。R_T可通过测温模块直接得到，(B,R_T0,T₀)元器件厂商会给出参考值，要想达到更高的精度也可通过标定过程得到，比如热敏电阻NCP21WB473J03RA，T₀＝298.15F(华氏温度)时，R_T0＝47kΩ(千欧姆)，在25℃～50℃范围内B值为4050。

现有技术中，基于NTC的测温模块设计主要包括：1)基于恒流源的模块设计(如图1)，流过NTC的电流I大小恒定，R_ntc＝U₁/I，但恒流源模块一般尺寸较大、价格较高，所以应用相对有限；2)基于恒压源的测温模块设计(如图2)，R_ntc＝R_refgU₁/(U₂-U₁)，因为恒压模块尺寸相对较小、价格较低，所以应用相对广泛，但易受参考电阻R_ref的制造误差、以及恒压源U2的电源波动影响，而导致测温精度降低，甚至出现误差。

针对现有技术的多方面不足，本申请的发明人经过深入研究，提出一种基于热敏电阻的温度测量设备、模块及其方法。

发明内容

本申请的目的在于，提供一种基于热敏电阻的温度测量设备、模块及其方法，能够利用分压原理对参考电压进行实时采集，一定程度上减小了电压源波动的影响，更重要的是，本申请不再需要直接计算出热敏电阻NTC的实际阻值R_ntc，而是引入中间变量，直接用中间变量进行温度计算，消除参考电阻R_ref误差的影响，本申请还可以采用统一的数据协议、进而方便测量设备之间的数据传输。

为解决上述技术问题，本申请提供一种基于热敏电阻的温度测量方法，作为其中一种实施方式，所述基于热敏电阻的温度测量方法包括：

将参考电阻和热敏电阻串联设置，并提供一工作电压源向所述参考电阻和热敏电阻供电；

在热敏电阻处于参考温度时，分别测量所述参考电阻两端的第一参考电压值、所述热敏电阻两端的第一热敏电压值，并利用所述参考电阻的参考阻值、所述第一参考电压值和所述第一热敏电压值表述所述热敏电阻的参考热敏阻值；

在热敏电阻处于目标温度时，分别测量所述参考电阻两端的第二参考电压值、所述热敏电阻两端的第二热敏电压值，并利用所述参考电阻的参考阻值、所述第二参考电压值和所述第二热敏电压值表述所述热敏电阻的目标热敏阻值；