一种用于风动传感器的新型温度补偿电路及补偿方法与流程

本发明属于温度补偿技术领域，具体地涉及一种用于风动传感器的新型温度补偿电路及补偿方法。

背景技术：

市面上的风动传感器，主要是用于空气净化器、中央空调、电机启动等装置。风动传感器的工作原理是利用ptc作为感应头，当其达到居里点温度时，传感器处于平衡状态，一旦有风吹过ptc表面，则ptc温度下降，其阻值会减小，通过分压电路与标准电压进行比较后，传感器发出控制信号，进行三极管、继电器或其他功率器件的通断控制。

一般情况下，在风动传感器上会设计一个负温度系数的电阻(ntc)，用于正温度系数ptc的温度补偿。由于两个温度电阻的温度曲线不一致，在不同的温度点的补偿效果差距比较大。由于使用对象的产品可能会装在室外，露天安装的产品基本受环境影响，因而在不同的地域使用，产品的温度特性就需要进行修正，特别是使用在一些环境温度恶劣的状态下，如东北、西北的极冷环境和东南亚等南方高热地区，就需要针对传感器的使用环境进行温度补偿的修正，而由于风动传感器的客户是空调厂家和净化器厂家等制造商，他们的客户通过代理公司的销售，可能会销往不同区域，因而，传感器的实际使用区域无法明确，只能在最终使用时，发现问题再来解决，给客户和供应商都造成了麻烦。

技术实现要素：

本发明的目的在于针对现有技术的缺陷，提供一种能够满足在不同场合下温度补偿要求，特别是在高温环境和低温环境下的使用要求的用于风动传感器的新型温度补偿电路及补偿方法。

本发明的技术方案如下：一种用于风动传感器的新型温度补偿电路包括单片机、及分别与所述单片机电连接的高温区分压回路、常温区分压回路、低温区分压回路、环境温度检测回路和风速检测回路；所述环境温度检测回路检测环境温度信息并向所述单片机输出环境温度电压v0，且在所述单片机内设定常温电压下限v1和常温电压上限v2，当所述v0不大于v1时，所述单片机选择所述低温区分压回路的输出电压作为所述风速检测回路的参考电压；当所述v0介于v1和v2之间时，所述单片机选择所述常温区分压回路的输出电压作为所述风速检测回路的参考电压；当所述v0不小于v2时，所述单片机选择所述高温区分压回路的输出电压作为所述风速检测回路的参考电压。

优选地，所述高温区分压回路包括并联连接的电阻r1和电阻r2，所述电阻r1和所述电阻r2分别与所述单片机电连接；所述常温区分压回路包括并联连接的电阻r3和电阻r4，所述电阻r3和所述电阻r4分别与所述单片机电连接；所述低温区分压回路包括并联连接的电阻r5和电阻r6，所述电阻r5和所述电阻r6分别与所述单片机电连接。

优选地，所述环境温度检测回路包括并联连接的电阻r7和温度传感器ntc，所述电阻r7和所述温度传感器ntc分别与所述单片机电连接；所述风速检测回路包括并联连接的电阻r8和风速传感器ptc，电阻r8和所述风速传感器ptc分别与所述单片机电连接。

优选地，还包括电源单元，所述电源单元分别与所述高温区分压回路、所述常温区分压回路、所述低温区分压回路、所述环境温度检测回路和所述风速检测回路电连接。

优选地，所述电源单元包括依次电连接的工频变压器t1、低频整流桥db1和稳压管u1，所述稳压管u1分别与所述高温区分压回路、所述常温区分压回路、所述低温区分压回路、所述环境温度检测回路和所述风速检测回路电连接。

优选地，还包括并联连接的指示灯回路和继电器回路，所述指示灯回路和所述继电器回路分别与所述单片机电连接；所述继电器回路用于将所述单片机输出的弱信号转化为大功率信号。

优选地，所述指示灯回路包括与所述单片机依次电连接的电阻r9和二极管d1，所述二极管d1接地；所述继电器回路包括与所述单片机依次电连接的三极管q1和继电器relay1，所述三极管q1的基极与所述单片机电连接，所述三极管q1的发射极接地，所述三极管q1的集电极与所述继电器relay1电连接。

优选地，所述继电器回路还包括与所述继电器relay1并联设置的二极管d2，所述二极管d2构成所述继电器relay1的泄流二极管。

一种根据权利要求上述任一所述用于风动传感器的新型温度补偿电路的补偿方法，包括如下步骤：所述环境温度检测回路检测环境温度信息并向所述单片机输出环境温度电压v0，且在所述单片机内设定常温电压下限v1和常温电压上限v2，当所述v0不大于v1时，所述单片机选择所述低温区分压回路的输出电压作为所述风速检测回路的参考电压；当所述v0介于v1和v2之间时，所述单片机选择所述常温区分压回路的输出电压作为所述风速检测回路的参考电压；当所述v0不小于v2时，所述单片机选择所述高温区分压回路的输出电压作为所述风速检测回路的参考电压。

本发明提供的技术方案具有如下有益效果：

1、用于风动传感器的新型温度补偿电路和补偿方法将环境温度分为三档，形成三个温度区，解决了负温度系数电阻与正温度系数电阻之间的温度曲线的偏差，更好的进行分段温度补偿；利用负温度系数在回路中的不同温度下的电压信号，将该信号送给单片机进行判断，进而选择采用哪路参考比较电压；将正温度电阻ptc采集到的信号也送给单片机，并与参考比较电压进行比较判断，单片机发出控制指令，是否控制后续的功率器件和继电器等，从而不仅解决了传统的传感器温度补偿方式的宽范围温度补偿不足，也解决了利用单片机软件补偿的成本高和可靠性差的不足；

2、所述用于风动传感器的新型温度补偿电路和补偿方法还具有计算简单，对单片机的要求不高，成本低，计算量少，可靠性高。

附图说明

图1是本发明实施例提供的用于风动传感器的新型温度补偿电路的结构示意图；

图2是图1所示用于风动传感器的新型温度补偿电路应用于空气净化器的结构框图。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

除非上下文另有特定清楚的描述，本发明中的元件和组件，数量既可以单个的形式存在，也可以多个的形式存在，本发明并不对此进行限定。本发明中的步骤虽然用标号进行了排列，但并不用于限定步骤的先后次序，除非明确说明了步骤的次序或者某步骤的执行需要其他步骤作为基础，否则步骤的相对次序是可以调整的。可以理解，本文中所使用的术语“和/或”涉及且涵盖相关联的所列项目中的一者或一者以上的任何和所有可能的组合。

请参阅图1，本发明实施例提供的用于风动传感器的新型温度补偿电路包括电源单元10、单片机20、及分别与所述单片机20电连接的高温区分压回路30、常温区分压回路40、低温区分压回路50、环境温度检测回路60和风速检测回路70。

所述电源单元10包括依次电连接的工频变压器t1、低频整流桥db1和稳压管u1，所述稳压管u1分别与所述高温区分压回路30、所述常温区分压回路40、所述低温区分压回路50、所述环境温度检测回路60和所述风速检测回路70电连接。其中，所述工频变压器t1用于将将220v电压转换为低压，典型值为12v；所述稳压管u1用于将不稳定的直流电压稳定在比较稳定的电压，例如典型值12v。

在所述电源单元10内，所述低频整流桥db1和所述稳压管u1之间还并联设有滤波电容c1和c2，分别用于高频纹波和低频纹波的滤波；

而且，在所述稳压管u1之后，所述电源单元10内还并接有电容c3，所述电容c3是大容量电容，用于防止电压突变而造成后续电路的干扰或损坏。

所述高温区分压回路30、所述常温区分压回路40、所述低温区分压回路50分别用于对所述风速检测回路70在不同温度区间范围内进行电压补偿。即，在不同的温度范围内，所述单片机20控制所述风速检测回路70分别选择所述高温区分压回路30、所述常温区分压回路40或所述低温区分压回路50作为参考电压。

具体地，所述高温区分压回路30包括并联连接的电阻r1和电阻r2，所述电阻r1和所述电阻r2分别与所述单片机20电连接；

所述常温区分压回路40包括并联连接的电阻r3和电阻r4，所述电阻r3和所述电阻r4分别与所述单片机20电连接；

所述低温区分压回路50包括并联连接的电阻r5和电阻r6，所述电阻r5和所述电阻r6分别与所述单片机20电连接。

所述环境温度检测回路60包括并联连接的电阻r7和温度传感器ntc，所述电阻r7和所述温度传感器ntc分别与所述单片机20电连接，且所述温度传感器ntc是负温度系数的热敏电阻。

所述风速检测回路70包括并联连接的电阻r8和风速传感器ptc，电阻r8和所述风速传感器ptc分别与所述单片机20电连接，且所述风速传感器ptc是正温度系数的半导体电阻。

在本实施例中，所述高温区分压回路30、所述常温区分压回路40、所述低温区分压回路50、所述环境温度检测回路60和所述风速检测回路70中的两个电学元件，其中一个电学元件与所述电源单元10电连接，另一个接地。

而且，在所述电源单元10和所述单片机20之间还串接有单片机电源m，所述单片机电源m是针对所述单片机20的低电压供电设计的，其输出电压为稳定的3.7v。

此外，如果假定所述环境温度检测回路60检测环境温度信息并向所述单片机20输出环境温度电压v0，且在所述单片机20内设定常温电压下限v1和常温电压上限v2，

当所述v0不大于v1时，所述单片机20选择所述低温区分压回路50的输出电压作为所述风速检测回路70的参考电压；

当所述v0介于v1和v2之间时，所述单片机20选择所述常温区分压回路40的输出电压作为所述风速检测回路70的参考电压；

当所述v0不小于v2时，所述单片机20选择所述高温区分压回路30的输出电压作为所述风速检测回路70的参考电压。

此外，所述用于风动传感器的新型温度补偿电路还包括并联连接的指示灯回路80和继电器回路90，所述指示灯回路80和所述继电器回路90分别与所述单片机20电连接。

其中，所述指示灯回路80包括与所述单片机20依次电连接的电阻r9和二极管d1，所述二极管d1接地；

所述继电器回路90用于将所述单片机20输出的弱信号转化为大功率信号，且所述继电器回路90包括与所述单片机20依次电连接的三极管q1和继电器relay1，所述三极管q1的基极与所述单片机20电连接，所述三极管q1的发射极接地，所述三极管q1的集电极与所述继电器relay1电连接。

而且，所述继电器回路90还包括与所述继电器relay1并联设置的二极管d2，所述二极管d2构成所述继电器relay1的泄流二极管。

需要说明的是，所述继电器回路90的继电器relay1后可以接入高压产生负载或适用于不同场合的其他负载，本发明对此不做限定。

例如，请参阅图2，以空气净化器的应用为例，在所述空气净化器内，所述用于风动传感器的新型温度补偿电路通过所述继电器relay1的闭合产生数千伏的高压状态从而用于产生臭氧进行环境杀菌，则所述用于风动传感器的新型温度补偿电路内的状态逻辑流程如下表所示：

基于上表，当环境温度处于常温区(v1-v2)，所述单片机20选择常温区分压回路40为参考比较电压，当所述风速传感器ptc检测到有风通过时，所述单片机20发出指令，所述三极管q1导通，所述继电器relay1闭合，带动后面负载工作，比如产生高压；当所述风速传感器ptc没有检测到有风通过时，所述单片机20发出指令，所述三极管q1截止，所述继电器relay1断开，后面负载不工作。

同理，当环境温度处于高温区(≥v2)和低温区(<v1)，所述单片机20分别选择所述高温区分压回路30和所述低温区分压回路50作为参考比较电压，其他工作方式与常温区相同，在此不做赘述。

此外，应当理解，所述用于风动传感器的新型温度补偿电路还可以进行通讯控制方面的延伸，例如利用max485总线结构，与上位机进行通讯，便于系统的智能检测和控制。

一种根据图1所示用于风动传感器的新型温度补偿电路的补偿方法包括如下步骤：所述环境温度检测回路检测环境温度信息并向所述单片机输出环境温度电压v0，且在所述单片机内设定常温电压下限v1和常温电压上限v2，

当所述v0不大于v1时，所述单片机选择所述低温区分压回路的输出电压作为所述风速检测回路的参考电压；

当所述v0介于v1和v2之间时，所述单片机选择所述常温区分压回路的输出电压作为所述风速检测回路的参考电压；

当所述v0不小于v2时，所述单片机选择所述高温区分压回路的输出电压作为所述风速检测回路的参考电压。

相较于现有技术，本发明提供的技术方案具有如下有益效果：

1、用于风动传感器的新型温度补偿电路和补偿方法将环境温度分为三档，形成三个温度区，解决了负温度系数电阻与正温度系数电阻之间的温度曲线的偏差，更好的进行分段温度补偿；利用负温度系数在回路中的不同温度下的电压信号，将该信号送给单片机进行判断，进而选择采用哪路参考比较电压；将正温度电阻ptc采集到的信号也送给单片机，并与参考比较电压进行比较判断，单片机发出控制指令，是否控制后续的功率器件和继电器等，从而不仅解决了传统的传感器温度补偿方式的宽范围温度补偿不足，也解决了利用单片机软件补偿的成本高和可靠性差的不足；

2、所述用于风动传感器的新型温度补偿电路和补偿方法还具有计算简单，对单片机的要求不高，成本低，计算量少，可靠性高。

对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。

此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。