温度测量电路及其测量方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及温度测量，特别涉及使用热敏电阻测量温度时，减小温度测量误差的 方法。
【背景技术】
[0002] 温度测量技术广泛应用在生产、生活的各方面，更是制冷、制热产品中的基础技术 和关键技术，温度测量的误差直接影响到产品的性能和用户体验。热敏电阻具有体积小、灵 敏度高、可靠性高、成本低等特点，在空调、冰箱温度测量中得到大量的应用，其测温原理是 热敏电阻在不同的温度下呈现出不同的电阻值，可根据热敏电阻的电阻值，通过计算或查 表的方法得到温度值，因此热敏电阻阻值测量的误差直接影响到温度测量的误差。在实际 应用中，热敏电阻阻值测量普遍使用分压、电桥等方法测量。以电阻分压法为例，其原理图 如附图1所示，将标准电阻RC、热敏电阻RT串联在电源VCC和地之间，中间接在单片机模拟电 压采样口 ADC上，根据电阻分压公式可以计算出Rt的值： η " τι
[0003] Rt = Rc一； I c
[0004] 上述公式中，Rt的误差取决于Vt、Rc、Vcc的误差，其中Vt是通过单片机AD采样口实 时测出的电压值，Rc为标准电阻RC的电阻值，Vcc是电源VCC的电压值。在实际应用时VCC除 了用于给温度测量电路供电外，还给其他众多的电路模块供电，不同时间各电路模块工作 状态不同，即VCC的负载是动态变化的，再加上受电磁干扰等因素影响，Vcc的值会有大幅度 的波动，因此采用上述方法测量出的Rt值误差较大。
[0005] 另一方面，采用分压、电桥测量方法时，热敏电阻RT中长时间有电流流过，热敏电 阻将长时间发热，累积的热量造成电阻值变化，将产生自热误差。
【发明内容】
[0006] 本发明所要解决的技术问题，就是提供一种温度测量电路及其测量方法以达到使 用热敏电阻测量温度时，减小温度测量误差的效果。
[0007] 本发明解决所述技术问题，采用的技术方案是，温度测量电路，包括单片机、标准 电阻、热敏电阻及电容；
[0008] 所述标准电阻的一端与单片机输入输出引脚101连接，标准电阻的另一端与单片 机触发输入引脚CP1连接；
[0009] 所述热敏电阻的一端与单片机输入输出引脚102连接，热敏电阻的另一端与单片 机触发输入引脚CP1连接；
[0010] 所述电容一端与单片机触发引脚CP1连接，另一端接地；
[0011] 所述单片机，用于根据预设程序控制输入输出引脚101、输入输出引脚102及触发 输入引脚CP1的控制状态，通过标准电阻对电容进行充电，计算标准充电时间；通过热敏电 阻对电容进行充电，计算热敏充电时间;根据标准电阻阻值、标准充电时间及热敏充电时间 计算出热敏电阻当前阻值，并根据热敏电阻当前阻值计算出当前温度。
[0012] 具体的，所述标准充电时间为通过标准电阻对完全放电后的电容进行充电，当电 压值达到单片机高电压值所用的时间；
[0013] 所述热敏充电时间为通过热敏电阻对完全放电后的电容进行充电，当电压值达到 单片机高电压值所用的时间。
[0014] 进一步的，所述标准充电时间计算公式为： / Vc'c 、
[0015] Te = RcC,lii -; 1 l Vcc - Vh y
[0016] 其中，Tc为标准充电时间，Rc为标准电阻阻值，Ci为电容值，Vcc为电源电压，Vh为 单片机高电压。
[0017] 进一步的，所述热敏充电时间计算公式为： f ve：c
[0018] Tt：=RtC In ；--; 1 {Vcc-VhJ
[0019] 其中，Tt为热敏充电时间，Rt为热敏电阻阻值，Ci为电容值，Vcc为电源电压，Vh为 单片机高电压。
[0020]进一步的，所述热敏电阻阻值计算公式为： Tt
[0021 ] Rt = Rg ；-.〇 Tc
[0022]用于上述温度测量电路的测量方法，包括以下步骤：
[0023]步骤1、单片机将输入输出引脚101、输入输出引脚102及触发输入引脚CP1设为低 电平输出，使电容完全放电；
[0024]步骤2、单片机将输入输出引脚102设为输入状态、触发输入引脚CP1设为高电平中 断触发输入状态及将输入输出引脚101设为高电平输出，启动内部计时器；
[0025] 步骤3、单片机控制电路通过标准电阻对电容进行充电，当充电电压达到单片机高 电平电压时，触发输入引脚CP1产生中断，计时器停止计时，记录标准充电时间后重复步骤1 及步骤2;
[0026] 步骤4、单片机控制电路通过热敏电阻对电容进行充电，当充电电压达到单片机高 电平电压时，触发输入引脚CP1产生中断，计时器停止计时，记录热敏充电时间；
[0027] 步骤5、单片机根据标准电阻阻值、标准充电时间及热敏充电时间计算出热敏电阻 当前阻值，并根据热敏电阻当前阻值计算出当前温度。
[0028]具体的，所述步骤1中，单片机将输入输出引脚101、输入输出引脚102及触发输入 引脚CP1设为低电平输出，保持预设时间，使电容完全放电。
[0029] 具体的，所述步骤3中，标准充电时间计算公式为：
[0030] Te- RcC In -； ^Vcc-VhJ
[0031] 其中，Tc为标准充电时间，Rc为标准电阻阻值，Q为电容值，Vcc为电源电压，Vh为 单片机高电压。
[0032] 所述步骤4中，热敏充电时间计算公式为： f Vee 、
[0033] Tt = RtG,ln -·, 1 IVcc-VhJ
[0034] 其中，Tt为热敏充电时间，Rt为热敏电阻阻值，Ci为电容值，Vcc为电源电压，Vh为 单片机高电压。
[0035] 进一步的，所述步骤5中，热敏电阻阻值计算公式为：
[0036] Rt = Rc - 〇 To
[0037] 具体的，所述步骤4中，单片机记录热敏充电时间后，重复步骤1。
[0038] 本发明的有益效果是:本发明提供的测量电路及其测量方法，在计算热敏电阻值 时无需通过单片机AD采样口实时测出的电压值Vt，解决了传统测量方法中存在的电源电压 波动产生测量误差的问题；
[0039] 同时本发明中热敏电阻仅在需要测量温度时对电容进行充放电，减小了传统测量 方法中热敏电阻长时间通过引起的自热误差。
【附图说明】
[0040] 图1为本发明温度测量电路及其测量方法【背景技术】中传统测量电路的结构图；
[0041] 图2为本发明温度测量电路及其测量方法实施例中1测量电路的结构图；
[0042] 图3为本发明温度测量电路及其测量方法实施例中2中测量方法的流程图。
[0043]以下结合实施例的【具体实施方式】，对本发明的上述内容再作进一步的详细说明。 但不应将此理解为本发明上述主题的范围仅限于以下的实例。在不脱离本发明上述技术思 想情况下，根据本领域普通技术知识和惯用手段做出的各种替换或变更，均应包括在本发 明的范围内。
【具体实施方式】
[0044] 下面结合附图及实施例详细描述本发明的技术方案：
[0045] 本发明针对现有技术中热敏电阻阻值计算受电源电压误差影响，并且解决热敏电 阻上长时间有电流流过，自热误差大的问题，提供一种温度测量电路，包括单片机、标准电 阻、热敏电阻及电容;所述标准电阻的一端与单片机输入输出引脚101连接，标准电阻的另 一端与单片机触发输入引脚CP1连接;所述热敏电阻的一端与单片机输入输出引脚102连 接，热敏电阻的另一端与单片机触发输入引脚CP1连接;所述电容一端与单片机触发引脚 CP1连接，另一端接地;所述单片机，用于根据预设程序控制输入输出引脚101、输入输出引 脚102及触发输入引脚CP1的控制状态，通过标准电阻对电容进行充电，计算标准充电时间； 通过热敏电阻对电容进行充电，计算热敏充电时间;根据标准电阻阻值、标准充电时间及热 敏充电时间计算出热敏电阻当前阻值，并根据热敏电阻当前阻值计算出当前温度。一种温 度测量方法首先，单片机将输入输出引脚101、输入输出引脚102及触发输入引脚CP1设为低 电平输出，使电容完全放电；其次，单片机将输入输出引脚102设为输入状态、触发输入引脚 CP1设为高电平中断触发输入状态及将输入输出引脚101设为高电平输出，启动内部计时 器;然后，单片机控制电路通过标准电阻对电容进行充电，当充电电压达到单片机高电平电 压时，触发输入引脚CP1产生中断，计时器停止计时，记录标准充电时间后，单片机再次将输 入输出引脚101、输入输出引脚102及触发输入引脚CP1设为低电平输出，使电容完全放电， 再次将输入输出引脚102设为输入状态、触发输入引脚CP1设为高电平中断触发输入状态及 将输入输出引脚101设为高电平输出，启动内部计时器;再然后，单片机控制电路通过热敏 电阻对电容进行充电，当充电电压达到单片机高电平电压时，触发输入引脚CP1产生中断， 计时器停止计时，记录热敏充电时间；最后，单片机根据标准电阻阻值、标准充电时间及热 敏充电时间计算出热敏电阻当前阻值，并根据热敏电阻当前阻值计算出当前温度。本发明 提供的测量电路及其测量方法，在计算热敏电阻值时无需通过单片机AD采样口实时测出的 电压值Vt，解决了传统测量方法中存在的电源电压波动产生测量误差的问题；同时本发明 中热敏电阻仅在需要测量温度时对电容进行充放电，减小了传统测量方法中热敏电阻长时 间通过引起的自热误差。
[0046] 实施例1
[0047] 本例提出一种温度测量电路，解决传统测量方法中热敏电阻阻值计算受电源电压 误差影响，并且解决热敏电阻上长时间有电流流过，自热误差大的问题。下面结合附图2对 本发明的【具体实施方式】进行清楚、完整地描述。
[0048] 如图2所示，本发明提供的温度测量电路，包括单片机、标准电阻RC、热敏电阻RT、 电容C1。
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