一种PT100电阻测温方法及系统与流程

本发明涉及电力电子
技术领域：
，特别涉及一种pt100电阻测温方法及系统。
背景技术：
：通常，pt100电阻测温系统广泛应用于医疗、电机、工业等高精温度设备中，以使其应用设备能够根据检测得到的温度值来进行相关的控制及保护。图1是现有技术中该系统的结构示意图，包括：具有4路采样通道的采样芯片，和，与采样芯片进行通信的mcu(microcontrollerunit，微控制单元)芯片；其中，mcu芯片通过spi通讯读取采样芯片采集到的温电阻数字量之后，再通过查电阻-温度表得到对应的温度值。根据pt100电阻的温度-电阻特性可知，100ω电阻对应的温度理论值为0℃，但是受采样芯片本身工艺及其外部环境的影响，在进行实际温度测量时，将100ω精密电阻接到采样芯片的任一采样通道上，发现检测得到的温度值并不一定为0，最大误差达到3℃以上，而这样的采样偏差将会影响其应用设备的后续控制及保护逻辑。技术实现要素：本发明提供一种pt100电阻测温方法及系统，以解决现有技术中存在较大采样偏差的问题。为实现上述目的，本申请提供的技术方案如下：一种pt100电阻测温方法，应用于pt100电阻测温系统中的微控制单元mcu芯片；所述pt100电阻测温系统还包括：采样芯片及100ω精密电阻；所述pt100电阻测温方法包括：根据所述采样芯片任一采样通道对所述100ω精密电阻进行采样得到的电阻值数字量进行查表，得到温度校正值；根据所述采样芯片其他采样通道对相应pt100电阻进行采样得到的电阻值数字量进行查表，得到各个温度检测值；分别计算各个温度检测值减去所述温度校正值得到的差值，以各个差值更新相应的温度检测值。一种pt100电阻测温方法，应用于pt100电阻测温系统中的mcu芯片；所述pt100电阻测温系统还包括：采样芯片、n个100ω精密电阻、n个数控模拟开关及n个连接端子；n为正整数，是所述采样芯片的采样通道数量；所述pt100电阻测温方法包括：控制各个数控模拟开关内的通道选择，使各个所述采样通道分别对相应100ω精密电阻和pt100电阻进行采样；根据采样得到的电阻值数字量分别进行查表，以得到相应温度校正值和温度检测值；分别计算各个温度检测值减去相应温度校正值得到的差值，以各个差值更新相应的温度检测值。优选的，所述控制各个数控模拟开关内的通道选择，使各个所述采样通道分别对相应100ω精密电阻和pt100电阻进行采样，包括：控制各个数控模拟开关内的通道选择，使各个所述采样通道先对相应100ω精密电阻进行采样，再对相应pt100电阻进行采样。优选的，所述根据采样得到的电阻值数字量分别进行查表，以得到相应温度校正值和温度检测值，包括：根据对相应100ω精密电阻进行采样得到的电阻值数字量进行查表，以得到相应温度校正值；根据对相应pt100电阻进行采样得到的电阻值数字量进行查表，以得到相应温度检测值。优选的，在所述对相应pt100电阻进行采样之后，还包括：控制计数器开始计时；在所述以各个差值更新相应的温度检测值之后，还包括：判断所述计数器的计时是否超过预设时长；若所述计数器的计时超过所述预设时长，则返回所述控制各个数控模拟开关内的通道选择的步骤。一种pt100电阻测温系统，包括：采样芯片、100ω精密电阻及mcu芯片；其中：所述100ω精密电阻连接于所述采样芯片任一采样通道的正负极之间；所述采样芯片的spi通讯输出端与所述mcu芯片的spi通讯输入端相连；所述mcu芯片用于：根据所述采样芯片对所述100ω精密电阻进行采样得到的电阻值数字量进行查表，得到温度校正值；根据所述采样芯片其他采样通道对相应pt100电阻进行采样得到的电阻值数字量进行查表，得到各个温度检测值；分别计算各个温度检测值减去所述温度校正值得到的差值，以各个差值更新相应的温度检测值。优选的，所述采样芯片为ads1248ipm，采样芯片包括4个采样通道；所述mcu芯片为stm32f103；所述100ω精密电阻连接于所述采样芯片的第一个采样通道的正负极之间。一种pt100电阻测温系统，包括：采样芯片、mcu芯片、n个100ω精密电阻、n个数控模拟开关及n个连接端子；n为正整数，是所述采样芯片的采样通道数量；其中：各个所述采样通道的正极分别通过相应数控模拟开关，与相应连接端子的输出端正极或者相应100ω精密电阻的一端相连；各个所述采样通道的负极与相应连接端子的输出端负极和相应100ω精密电阻的另一端相连；各个连接端子的输入端用于连接相应pt100电阻；所述采样芯片的spi通讯输出端与所述mcu芯片的spi通讯输入端相连；各个数控模拟开关的控制端和使能端分别与所述mcu芯片的输出端相连；所述mcu芯片用于：控制各个数控模拟开关内的通道选择，使各个所述采样通道分别对相应100ω精密电阻和pt100电阻进行采样，并根据采样得到的电阻值数字量分别进行查表，以得到相应温度校正值和温度检测值；分别计算各个温度检测值减去相应温度校正值得到的差值，以各个差值更新相应的温度检测值。优选的，所述采样芯片为ads1248ipm，n为4；所述mcu芯片为stm32f103ve；两个所述数控模拟开关集成为一个cd4052b；两个所述连接端子集成为一个端子。本发明提供的pt100电阻测温方法，通过mcu芯片根据采样芯片任一采样通道对100ω精密电阻进行采样得到的电阻值数字量进行查表，得到温度校正值；再根据采样芯片其他采样通道对相应pt100电阻进行采样得到的电阻值数字量进行查表，得到各个温度检测值；然后分别计算各个温度检测值减去温度校正值得到的差值，以各个差值更新相应的温度检测值；进而实现对于pt100电阻的测温校准，提高了采样精度，减小了现有技术中的采样偏差。附图说明为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术内的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述内的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。图1是现有技术提供的pt100电阻测温系统的结构示意图；图2是本发明实施例提供的一种pt100电阻测温系统的结构示意图；图3是本发明实施例提供的pt100电阻测温方法的流程图；图4是本发明实施例提供的pt100温度-电阻特性示意图；图5是本发明另一实施例提供的另一种pt100电阻测温系统的结构示意图；图6是本发明另一实施例提供的另一种pt100电阻测温方法的流程图；图7是本发明另一实施例提供的另一种pt100电阻测温方法的流程图。具体实施方式下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。本发明提供一种pt100电阻测温方法，以解决现有技术中存在采样偏差的问题。该pt100电阻测温方法，应用于pt100电阻测温系统中的mcu芯片；如图2所示，该pt100电阻测温系统还包括：采样芯片及100ω精密电阻r；该pt100电阻测温方法，参见图3，包括：s101、根据采样芯片任一采样通道对100ω精密电阻进行采样得到的电阻值数字量进行查表，得到温度校正值；s102、根据采样芯片其他采样通道对相应pt100电阻进行采样得到的电阻值数字量进行查表，得到各个温度检测值；s103、分别计算各个温度检测值减去温度校正值得到的差值，以各个差值更新相应的温度检测值。以图2所示pt100电阻测温系统为例进行说明，采样芯片有4个采样通道，分别为pt1001、pt1002、pt1003及pt1004；其中，pt1001(+)与pt1001(-)之间并联100ω精密电阻r。采样芯片采样的电阻值数字量通过spi通讯上传到上mcu芯片；第一个采样通道pt1001采样得到的电阻值数字量查表后得到的温度值为data1，作为该pt100电阻测温系统的温度校正值；其他采样通道pt1002、pt1003及pt1004采样得到的电阻值数字量查表后得到的温度值分别为data2、data3及data4，作为该pt100电阻测温系统的三个温度检测值；在得到data1后，分别将通过通道pt1002、pt1003及pt1004得到的温度检测值更新为data2-data1、data3-data1、data3-data1，这样即将pt1001在100ω采样的温度值补偿到了其它采样通道中。具体的，mcu芯片根据电阻值数字量进行查表，得到相应温度值的过程，可以参见图4所示的pt100温度-电阻特性示意图，其中y轴是温度值，x轴是电阻值，(xi，yi)是需要查询的坐标值，xi由采样芯片的采样得到，通过二分法算法定位得到的(x1,y1)和(x2，y2)分别是与(xi，yi)相邻的两个坐标。设定pt100温度-电阻特性方程为：y＝kx+b，其中，k和b计算如下：所以，根据xi，k和b的值，即可计算得到温度值yi。本实施例提供的该pt100电阻测温方法，通过上述过程实现对于pt100电阻的测温校准，提高了采样精度，减小了现有技术中的采样偏差，从而使该系统的应用设备能够更精准的根据温度检测值来进行相关的控制及保护。值得说明的是，对于现有技术方案无外部校准电路的方案，假如分别将置于同样测试环境的4个pt100电阻分别接到采样芯片的4个采样通道上，通过仪器对比，其4个温度检测值也会存在较大的偏差；即使通过上述实施例进行采样校准之后，通过其他3个采样通道得到的温度检测值也会存在一定的偏差。因此，本发明另一实施例还提供了另外一种pt100电阻测温方法，也应用于pt100电阻测温系统中的mcu芯片；其pt100电阻测温系统，参见图5，还包括：采样芯片、n个100ω精密电阻(如图5中的r1、r2、r3及r4)、n个数控模拟开关及n个连接端子；n为正整数，是采样芯片的采样通道数量；该pt100电阻测温方法，参见图6，包括：s301、控制各个数控模拟开关内的通道选择，使各个采样通道分别对相应100ω精密电阻和pt100电阻进行采样；s302、根据采样得到的电阻值数字量分别进行查表，以得到相应温度校正值和温度检测值；s303、分别计算各个温度检测值减去相应温度校正值得到的差值，以各个差值更新相应的温度检测值。优选的，步骤s301，包括：控制各个数控模拟开关内的通道选择，使各个采样通道先对相应100ω精密电阻进行采样，再对相应pt100电阻进行采样。优选的，步骤s302，包括：根据对相应100ω精密电阻进行采样得到的电阻值数字量进行查表，以得到相应温度校正值；根据对相应pt100电阻进行采样得到的电阻值数字量进行查表，以得到相应温度检测值。优选的，在对相应pt100电阻进行采样之后，还包括：控制计数器开始计时；在以各个差值更新相应的温度检测值之后，还包括：判断计数器的计时是否超过预设时长；若计数器的计时超过预设时长，则返回步骤s301。通过该计时功能，能够使mcu芯片实现每1分钟对采样进行一次校正，如此反复即可在不同的环境下实现动态校正补偿，进一步减小了因外部环境因素变化带来的采样误差。也即，参见图7，该pt100电阻测温方法具体包括：s401、控制各个数控模拟开关内的通道选择，使各个采样通道对相应100ω精密电阻进行采样；s402、根据对相应100ω精密电阻进行采样得到的电阻值数字量进行查表，以得到相应温度校正值；s403、控制各个数控模拟开关内的通道选择，使各个采样通道对相应pt100电阻进行采样；同时，控制计数器开始计时；s404、根据对相应pt100电阻进行采样得到的电阻值数字量进行查表，以得到相应温度检测值；s405、分别计算各个温度检测值减去相应温度校正值得到的差值，以各个差值更新相应的温度检测值；s406、判断计数器的计时是否超过预设时长；若计数器的计时超过预设时长，则返回步骤s401。若计数器的计时未超过预设时长，则返回步骤s404。图5以n＝4为例进行展示，以图5为例进行说明，采样芯片为ads1248ipm，n为4；mcu芯片为stm32f103ve；两个数控模拟开关集成为一个cd4052b；两个连接端子集成为一个端子。采样芯片有4个采样通道，分别为pt1001、pt1002、pt1003及pt1004。cd4052b是一个差分4通道数字控制模拟开关，通过控制两个二进制控制端a、b来选通输出通道以及使能端inh来使能输出。控制端a、b以及使能端inh通过mcu芯片的输出端进行控制。由于其每次能输出两路信号，因此一个ads1248ipw的采样芯片需要使用2个cd4052b来进行选通。从图5可看出，端子的pt1001(+)和100ω精密电阻r1的一端分别接到cd4052b的输入口xin2和xin1，将选通的通道x1接到ads1248ipw的pt1001(+)上。端子的pt1001(-)和100ω精密电阻r1的另一端直接接到ads1248ipw的pt1001(-)。端子的pt1002(+)和100ω精密电阻r2的一端分别接到cd4052b的输入口yin2和yin1，将选通的通道y1接到ads1248ipw的pt1002(+)上。端子的pt1002(-)和100ω精密电阻r2的另一端直接接到ads1248ipw的pt1002(-)。对于通道3和通道4也类推，此处不再一一赘述。以图5中上半部分的cd4052b为例进行说明，其控制端a、b和使能端inh的信号与接通通道的关系如表1所示：表1cd4052b控制端a、b和使能端inh的信号与接通通道的关系inh1b1a1接通通道000xin1，yin1001xin2，yin21xxnone在具体的实际应用中，mcu芯片的初始化配置具体包括：系统时钟配置、gpio(generalpurposeinputoutput，通用输入/输出)配置、usart(universalsynchronous/asynchronousreceiver/transmitter，通用同步/异步串行接收/发送器)配置、中断配置、采样芯片初始化、周期采样模式及延时，且延时后返回周期采样模式。在对mcu芯片完成初始化之后，选通100ω精密电阻输出得到温度校正值delta1、delta2、delta3及delta4。然后选通实际pt100输出得到采样值，将温度检测值减去相应的delta值即得到了最终校准后的温度检测值，减小了采样误差，从而使该系统的应用设备能够更精准的根据温度检测值来进行相关的控制及保护。本发明另一实施例还提供了一种pt100电阻测温系统，参见图2，包括：采样芯片、100ω精密电阻r及mcu芯片；其中：100ω精密电阻r连接于采样芯片任一采样通道的正负极之间；采样芯片的spi通讯输出端与mcu芯片的spi通讯输入端相连；mcu芯片用于：根据采样芯片对100ω精密电阻r进行采样得到的电阻值数字量进行查表，得到温度校正值；根据采样芯片其他采样通道对相应pt100电阻进行采样得到的电阻值数字量进行查表，得到各个温度检测值；分别计算各个温度检测值减去温度校正值得到的差值，以各个差值更新相应的温度检测值。优选的，采样芯片为ads1248ipm，采样芯片包括4个采样通道；mcu芯片为stm32f103；100ω精密电阻连接于采样芯片的第一个采样通道的正负极之间。其余工作原理与上述实施例相同，此处不再一一赘述。本发明另一实施例还提供了另外一种pt100电阻测温系统，参见图5，包括：采样芯片、mcu芯片、n个100ω精密电阻(如图5中的r1、r2、r3及r4)、n个数控模拟开关及n个连接端子；n为正整数，是采样芯片的采样通道数量；其中：各个采样通道的正极分别通过相应数控模拟开关，与相应连接端子的输出端正极或者相应100ω精密电阻的一端相连；各个采样通道的负极与相应连接端子的输出端负极和相应100ω精密电阻的另一端相连；各个连接端子的输入端用于连接相应pt100电阻；采样芯片的spi通讯输出端与mcu芯片的spi通讯输入端相连；各个数控模拟开关的控制端和使能端分别与mcu芯片的输出端相连；mcu芯片用于：控制各个数控模拟开关内的通道选择，使各个采样通道分别对相应100ω精密电阻和pt100电阻进行采样，并根据采样得到的电阻值数字量分别进行查表，以得到相应温度校正值和温度检测值；分别计算各个温度检测值减去相应温度校正值得到的差值，以各个差值更新相应的温度检测值。优选的，采样芯片为ads1248ipm，n为4；mcu芯片为stm32f103ve；两个数控模拟开关集成为一个cd4052b；两个连接端子集成为一个端子。具体工作原理与上述实施例相同，此处不再一一赘述。本发明中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。对于实施例公开的装置而言，由于其与实施例公开的方法相对应，所以描述的比较简单，相关之处参见方法部分说明即可。以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制。虽然本发明已以较佳实施例揭露如上，然而并非用以限定本发明。任何熟悉本领域的技术人员，在不脱离本发明技术方案范围情况下，都可利用上述揭示的方法和技术内容对本发明技术方案做出许多可能的变动和修饰，或修改为等同变化的等效实施例。因此，凡是未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所做的任何简单修改、等同变化及修饰，均仍属于本发明技术方案保护的范围内。当前第1页12