一种温度检测电路、装置及检测方法与流程

本技术涉及电路设计，尤其是涉及一种温度检测电路、装置及检测方法。

背景技术：

1、电机广泛应用于工业生产领域、交通运输领域、医疗装置领域等，电机在使用时，需要对电机温度进行检测和显示，一是便于使用者掌握当前温度情况，二是当电机温度过高时，可以及时发现异常并做出相应的保护措施，避免发生事故。

2、现有技术中，对电机温度的检测，通常采用热敏电阻，根据热敏电阻的阻值会随温度变化的特性，通过设计相应的检测电路，根据检测电路检测出的电压值反推出热敏电阻的阻值，进而得出对应的温度值。

3、但是由于热敏电阻的阻值变化范围较宽，以常见的一种热敏电阻举例，在温度为0℃以下时，阻值较大，零下40℃可达6000kω左右，且随着温度的升高，阻值在0℃时降为380kω；在温度为0℃以上时，阻值相对较小，且随着温度的升高，阻值在180℃时降为650ω左右，因此现有的检测电路存在温度检测精度较低的问题，具体体现在以下两个方面：1、在低温环境中，检测端的电压变化随温度变化较小，此时无法得出较为准确的温度值；

4、2、当热敏电阻未接入检测电路中，热敏电阻与检测电路连接断线时，此时通过检测电路检测到的电压值，与热敏电阻处于低温环境且连接正常时检测出的电压值接近，无法区分当前电压值对应的是低温环境还是连接断线的情况。

技术实现思路

1、为了解决现有检测电路对温度检测精度较低的问题，本技术提供一种温度检测电路、装置及检测方法。

2、第一方面，本技术提供一种温度检测电路，采用如下的技术方案：

3、所述电路包括mcu、热敏电阻r1、多条检测支路和多个开关模块，所述检测支路与所述开关模块一一对应连接，各所述检测支路的输入端通过对应连接的开关模块与所述热敏电阻r1连接，各所述检测支路的输出端与所述mcu连接；所述开关模块的控制端与所述mcu连接；

4、所述mcu，用于通过所述温度检测电路，检测所述热敏电阻r1的温度。

5、通过采用上述技术方案，当温度从低温到高温整个变化过程中，即使热敏电阻r1的阻值变化范围较大，通过mcu闭合对应的开关模块，选择合适的检测支路，无论是在低温环境还是高温环境，均可以获得精度较高的温度检测结果，针对低温环境还是连接断线的情况，也可以精确区分出来。与传统的固定式单检测支路相比，本技术的检测电路具有灵活性高、检测精度高的优点。

6、在一个具体的可实施方案中，所述检测支路包括依次连接的分压模块、第一滤波模块、隔离跟随模块和第二滤波模块；

7、所述分压模块，包括电阻r2和电阻r3；所述电阻r2和电阻r3串联连接于电源电压vcc和接地端之间，所述电阻r2和电阻r3的中间节点通过所述开关模块与热敏电阻r1的第一端连接，所述热敏电阻r1的第二端接地，所述第二滤波模块的输出端与所述mcu连接；

8、所述第一滤波模块，用于将所述分压模块输出端的第一电压信号进行滤波处理，并将所述第一电压信号输出至所述隔离跟随模块；

9、所述隔离跟随模块，用于将所述第一电压信号进行缓冲处理，并将所述第一电压信号输出至所述第二滤波模块；

10、所述第二滤波模块，用于将所述第一电压信号进行滤波处理，并将所述第一电压信号输出至mcu；

11、所述mcu，用于基于所述第一电压信号，得到所述热敏电阻r1的温度检测结果。

12、通过采用上述技术方案，通过检测支路的具体模块设计，对分压模块输出端的第一电压信号依次进行滤波、跟随、再滤波的处理，提高了信号传递的可靠性和准确性，使得mcu端采集到的电压值更加准确，从而提高对热敏电阻r1的温度检测结果。

13、在一个具体的可实施方案中，所述开关模块包括开关s1；所述第一滤波模块包括电容c1和电阻r4；所述隔离跟随模块包括运算放大器和电阻r6；所述第二滤波模块包括电阻r5和电容c2；

14、所述开关s1的第一端与所述热敏电阻r1的第一端连接，所述开关s1的第二端与所述电阻r2和电阻r3的中间节点连接，所述开关s1的控制端与所述mcu连接；所述电阻r4的第一端与所述电阻r2和电阻r3的中间节点连接，所述电阻r4的第二端分别与所述电容c1的第一端和所述运算放大器的同相输入端连接；所述电容c1的第二端接地；

15、所述运算放大器的反相输入端与所述电阻r6串联后，连接至所述运算放大器的输出端；所述运算放大器的输出端还与电阻r5的第一端连接，所述电阻r5的第二端分别与所述电容c2的第一端和所述mcu连接，所述电容c2的第二端接地。

16、通过采用上述技术方案，本技术中温度检测电路各模块的具体电路设计，结构简单，有效降低了成本，且具备多重信号处理过程，信号传输质量高，提高了温度检测精度。

17、在一个具体的可实施方案中，所述检测支路输出端的电压值u与所述热敏电阻r1的阻值rr1之间的关系为：

18、

19、其中，rx表征电阻r1和电阻r2并联的阻值，rr2表征电阻r2的阻值，rr3表征电阻r3的阻值。

20、通过采用上述技术方案，根据检测支路输出端的电压值u与热敏电阻r1的阻值rr1之间的对应关系，mcu通过检测检测支路输出端的电压值u，结合已知的电阻r2阻值rr2、电阻r3阻值rr3、电源电压vcc，可以计算出当前热敏电阻r1对应的阻值rr1，再根据计算出的阻值rr1，结合热敏电阻r1的阻值和温度的对应关系，得到当前热敏电阻r1对应的温度。

21、在一个具体的可实施方案中，所述开关模块包括多路复用器、mos管、三极管、继电器中的任一项。

22、在一个具体的可实施方案中，所述热敏电阻r1为负温度系数热敏电阻。

23、第二方面，本技术提供一种温度检测装置，所述温度检测装置包括第一方面或第一方面任一项可实施方案所述的温度检测电路。

24、第三方面，本技术提供一种温度检测方法，所述温度检测方法应用于第一方面或第一方面任一项可实施方案所述的温度检测电路，或应用于第二方面所述的温度检测装置，所述检测方法包括：

25、电压采样步骤：所述mcu，从多条所述检测支路中选择一条，闭合所选择的检测支路对应的开关模块，并检测当前所选择的检测支路输出端的电压值u；

26、温度判断步骤：所述mcu，基于当前所选择的检测支路对应的电压温度模型，判断所述电压值u是否处于所述电压温度模型的预设电压范围内；其中，所述电压温度模型表征检测支路输出端的电压值u与热敏电阻r1的温度值之间的对应关系；

27、若是，则mcu基于当前所选择的检测支路对应的电压温度模型，确定所述电压值u对应的温度值t；所述温度值t表征热敏电阻r1的温度；

28、若否，则mcu断开当前所选择的检测支路对应的开关模块，并切换至下一检测支路，重复执行所述电压采样步骤和所述温度判断步骤，直至所选择的检测支路输出端的电压值u，处于所选择的检测支路对应的电压温度模型的预设电压范围内，则mcu基于所选择的检测支路对应的电压温度模型，确定所述电压值u对应的温度值t。

29、通过采用上述技术方案，本技术的检测方法，保证从极低温度到极高温度的整个区间，都可以检测出热敏电阻r1当前对应的温度，且检测精度较高，即使是在极低温环境中，都可以检测出精确的温度值，从而正确区分热敏电阻r1是否断线，提高安全性。

30、在一个具体的可实施方案中，所述电压温度模型的构建过程，具体包括：

31、基于所述热敏电阻r1对应的阻值温度模型、所述检测支路对应的电压阻值模型，得到所述检测支路对应的电压温度模型；

32、其中，所述阻值温度模型表征所述热敏电阻r1的阻值rr1与温度之间的对应关系；所述电压阻值模型表征所述检测支路输出端的电压值u与所述热敏电阻r1的阻值rr1之间的对应关系。

33、在一个具体的可实施方案中，所述电压采样步骤之前，还包括：

34、所述mcu，针对各检测支路对应的电压温度模型，保留所述电压温度模型中电压值位于预设电压范围内的数据，去除所述电压温度模型中电压值位于预设电压范围之外的数据，得到各检测支路对应的电压温度更新模型；

35、所述mcu，从各电压温度更新模型中，识别出包含初始温度值的电压温度更新模型，并将包含初始温度值的电压温度更新模型对应的检测支路标记为初始检测支路；所述初始检测支路用于当所述mcu执行电压采样步骤时，优先检测所述初始检测支路输出端的电压值u。

36、通过采用上述技术方案，根据实际情况设定检测支路的优先级，可以避免在检测所述热敏电阻r1的温度时，多次切换检测支路之后才得到温度检测结果，有效缩短检测时间，并提高检测效率。

37、综上所述，本技术的技术方案至少包括以下有益技术效果：

38、1、本技术的检测电路包含多条检测支路，且每条检测支路与热敏电阻r1之间均设置有对应开关模块，当温度从低温到高温整个变化过程中，即使热敏电阻r1的阻值变化范围较大，通过mcu1闭合对应的开关模块，选择合适的检测支路，无论是在低温环境还是高温环境，均可以获得精度较高的温度检测结果，针对低温环境还是连接断线的情况，也可以精确区分出来；与传统的固定式单检测支路相比，本技术的检测电路具有灵活性高、检测精度高的优点；

39、2、通过本技术的检测方法，可以保证从极低温度到极高温度的整个区间，都可以检测出热敏电阻r1当前对应的温度，且检测精度较高，即使是在极低温环境中，都可以检测出精确的温度值，从而正确区分热敏电阻r1是否断线，提高安全性。