利用热敏电阻测量温度的方法和装置与流程

文档序号:12783773
本发明涉及一种测量温度的方法和装置,具体而言,涉及一种利用热敏电阻测量温度的方法和装置。
背景技术
:热敏电阻对温度敏感的半导体器件,在不同的温度下呈现出不同的电阻值。热敏电阻分成正温度系数热敏电阻和负温度系数热敏电阻,正温度系数热敏电阻在温度越高时电阻值越大,负温度系数热敏电阻在温度越高时电阻值越低。振荡电路是指能够产生振荡电流的电路.振荡电流是一种大小和方向都发生周期变化的电流。现有技术的利用热敏电阻测量温度的装置包括热敏电阻与其他元件连接形成振荡电路,热敏电阻的电阻值随着温度变化,为此,可通过测量振荡电路的振荡频率并通过相应频率计算出相应的温度。由于振荡电路除了受到热敏电阻的影响之外还受到其他电子器件的影响(例如电容),同时热敏电阻在通电后自身也会发热,电流的变化导致热敏电阻自身发热的变化,这将导致振荡频率的变化,从而影响测量温度的精度,现有技术的利用热敏电阻测量温度的装置的精度为±0.1℃。为此,需要提供一种更高精度测量温度的装置和测量温度的方法。技术实现要素:本发明旨在提供一种利用热敏电阻测量温度的方法和装置,以解决现有技术中利用热敏电阻测量环境温度测量精度较低的缺陷。在本发明的一个实施例中,计算模块利用以下方法来测量温度计所处环境的温度。一种利用热敏电阻测量温度的方法,用于利用热敏电阻测量温度的装置,其包括以下步骤:步骤1:测量热敏测量热敏电阻两端的电压Vt,以获得热敏电阻阻值Rt;步骤2:计算热敏电阻的功耗W;步骤3:计算热敏电阻因发热导致的热敏电阻变化的温度Tb;以及步骤4:基于常温温度T0、热敏电阻在常温下电阻R、热敏电阻在T1下的热敏电阻阻值Rt、热敏电阻有关参数B值以及热敏电阻因发热导致的热敏电阻变化的温度Tb来计算热敏电阻所处的环境的温度T1。在本发明的一个实施例中,在上述步骤1中,使得热敏电阻阻值Rt与精密电阻R1串联,在热敏电阻阻值Rt和精密电阻R1两端施加的恒定的电压,精密电阻R1是阻值恒定的电阻,流过热敏电阻Rt和精密电阻R1的电流相等,通过测量热敏电阻两端的电压Vt,能够获得热敏电阻阻值Rt。在本发明的一个实施例中,在上述步骤2中,热敏电阻的功耗W=Vt2/Rt。在本发明的一个实施例中,在上述步骤3中,热敏电阻因发热导致的热敏电阻变化的温度Tb=W/α,α为热敏电阻的扩散系数。在本发明的一个实施例中,热敏电阻所处的环境的温度T1由公式计算获得。在本发明的一个实施例中,在上述步骤4中,利用热敏电阻测量温度的装置包括依次电连接的温度传感器、传感器信号采集模块、模拟信号转换模块以及计算模块,所述计算模块用于计算敏电阻所处的环境的温度T1。本发明的另一个实施方式还提供了一种利用热敏电阻测量温度的装置,其包括依次电连接的温度传感器、传感器信号采集模块、模拟信号转换模块以及计算模块,计算模块基于上述方法计算热敏电阻所处的环境温度T1。本发明的技术效果在于,由于考虑了热敏电阻因发热导致的热敏电阻变化的温度Tb,故有效地提高了热敏电阻所处的环境的温度T1的精度。例如,在一个实施方式中,本发明热敏电阻的测量精度为±0.05℃,其高于现有技术的温度测量精度。附图说明参照附图,本发明的公开内容将变得更易理解。本领域技术人员容易理解的是:这些附图仅仅用于举例说明本发明的技术方案,而并 非意在对本发明的保护范围构成限制。图中:图1示出了根据本发明的一个实施方式的利用热敏电阻测量温度的装置。部件和编号列表1温度传感器2传感器信号采集模块3温度传感器供电某块4模拟信号转换模块5温度计算模块6蓝牙传输模块7显示模块8电源模块具体实施方式图1和以下说明描述了本发明的可选实施方式以教导本领域技术人员如何实施和再现本发明。为了教导本发明技术方案,已简化或省略了一些常规方面。本领域技术人员应该理解源自这些实施方式的变型或替换将落在本发明的范围内。本领域技术人员应该理解下述特征能够以各种方式组合以形成本发明的多个变型。由此,本发明并不局限于下述可选实施方式,而仅由权利要求和它们的等同物限定。图1示出了根据本发明的一个实施方式的利用热敏电阻测量温度的装置。如图1所示,据本发明的一个实施方式的测量温度的装置包括温度传感器1、传感器信号采集模块2、模拟信号转换模块4和计算模块5,其中温度传感器1、传感器信号采集模块2、模拟信号转换模块4以及计算模块5依次电连接。温度传感器供电模块3与温度传感器1电连接,电源模块8与温度传感器供电模块3、温度传感器信号采集模块2、模拟信号转换模块4、温度计算模块5、蓝牙传输模块6以及显示模块7电连接,用于向这些模块供电,温度计算模块5与蓝牙传输模块6和显示模块7电连接,用于将计算结果通 过蓝牙传输模块传输到外部设备以及用于将计算结果显示在显示模块7上。在本发明的一个实施例中,传感器信号采集模块2采集来自温度传感器1的模拟信号,该模拟信号通过模拟信号转换模块4转换成数字信号,温度计算模块5根据收到的数字信号计算热敏电阻所处环境的温度,并将计算结果显示在显示模块7上,并通过蓝牙传输模块6将计算结果传输给外部设备。在本发明的一个实施例中,外部设备为手机,度传感模块1为热敏电阻。在本发明的一个实施例中,计算模块5利用以下方法来测量温度计所处环境的温度。一种利用热敏电阻测量温度的方法,用于利用热敏电阻测量温度的装置,其包括以下步骤:步骤1:测量热敏测量热敏电阻两端的电压Vt,以获得热敏电阻阻值Rt;步骤2:计算热敏电阻的功耗W;步骤3:计算热敏电阻因发热导致的热敏电阻变化的温度Tb;以及步骤4:基于常温温度T0、热敏电阻在常温下电阻R、热敏电阻在T1下的热敏电阻阻值Rt、热敏电阻有关参数B值以及热敏电阻因发热导致的热敏电阻变化的温度Tb来计算热敏电阻所处的环境的温度T1。在本发明的一个实施例中,在上述步骤1中,使得热敏电阻阻值Rt与精密电阻R1串联,在热敏电阻阻值Rt和精密电阻R1两端施加的恒定的电压,精密电阻R1是阻值恒定的电阻(电阻值的容许误差在%0.05以内的高精密度的电阻),流过热敏电阻Rt和精密电阻R1的电流相等,通过测量热敏电阻两端的电压Vt,能够获得热敏电阻阻值Rt。在本发明的一个实施例中,在上述步骤2中,热敏电阻的功耗W=Vt2/Rt。在本发明的一个实施例中,在上述步骤3中,热敏电阻因发热导致的热敏电阻变化的温度Tb=W/α,α为热敏电阻的扩散系数。在本发明的一个实施例中,热敏电阻所处的环境的温度T1由公式计算获得。在本发明的一个实施例中,在上述步骤4中,利用热敏电阻测量温度的装置包括依次电连接的温度传感器、传感器信号采集模块、模拟信号转换模块以及计算模块,所述计算模块用于计算敏电阻所处的环境的温度T1。本发明的另一个实施方式还提供了一种利用热敏电阻测量温度的装置,其包括依次电连接的温度传感器、传感器信号采集模块、模拟信号转换模块以及计算模块,计算模块基于上述方法计算热敏电阻所处的环境温度T1。在上述步骤中,热敏电阻的扩散系数α和B值(与热敏电阻有关的参数)由厂家提供,T0为常温(25)下,R是热敏电阻在T0常温(25)下的标称电阻值,α为热敏电阻的扩散系数的单位为毫瓦/摄氏度,T1为热敏电阻所处的环境的温度。在本发明的一个实施例中,对于步骤1而言,由于热敏电阻阻值Rt和精密电阻R1串联,且热敏电阻阻值Rt和精密电阻R1两端施加的电压是恒定的,精密电阻R1的电阻也是恒定的,而流过热敏电阻阻值Rt和精密电阻R1的电流相等,故通过测量热敏电阻两端的电压Vt,可以获得热敏电阻阻值Rt。接着在步骤2中通过公式W=Vt2/Rt可以获得热敏电阻的功耗W,通过查询可以获得由厂家提供的热敏电阻的扩散系数α,然后利用Tb=W/α计算热敏电阻因发热导致的热敏电阻变化的温度Tb,过查询可以获得由厂家提供的与热敏电阻有关的参数B值,然后利用计算热敏电阻所处的环境的温度T1。本发明的技术效果在于,由于考虑了热敏电阻因发热导致的热敏电阻变化的温度Tb,故有效地提高了热敏电阻所处的环境的温度T1的精度。例如,在一个实施方式中,本发明热敏电阻的测量精度为±0.05℃,其高于现有技术的温度测量精度。当前第1页1 2 3 
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