[发明专利]一种非接触式的温度测量装置及其测温方法

权利要求书

1.一种非接触式的温度测量装置，其特征在于，包括：

控制器；

与控制器相连的驱动电路，用于将控制器提供的两路驱动信号进行放大后输出；

与驱动电路相连的开关电路，用于根据两路放大后的驱动信号，输出方波信号；

与开关电路相连的谐振电路，用于将方波信号转换成交流电压信号；

与谐振电路耦合的温度传感器，用于感应待测物体的温度，并将所述的交流电压信号作为工作电压，并产生与所述的温度相对应的温度电压信号传送给谐振电路；

与谐振电路相连的信号检测电路，用于采集谐振电路接收到的温度电压信号，并对该信号进行调理整形，输出检测电压信号；

所述的控制器与信号检测电路相连，控制器用于对所述的检测电压信号进行采样，进而根据检测电压信号分析计算出待测物体的温度；

所述的温度传感器采用串联式谐振电路，串联式谐振电路为由一谐振电容和一谐振电感串联构成的回路。

2.根据权利要求1所述的温度测量装置，其特征在于：所述的控制器由一MCU和与MCU相连的一外置A/D采样芯片组成。

3.一种如权利要求1或2所述的温度测量装置的测温方法，包括如下步骤：

（1）利用控制器驱动开关电路输出方波信号，通过谐振电路将所述的方波信号转换成交流电压信号，进而将所述的交流电压信号耦合至温度传感器，使温度传感器工作后控制器停止驱动；

（2）使温度传感器感应待测物体的温度，并产生与所述的温度相对应的温度电压信号，进而将所述的温度电压信号耦合至谐振电路；利用信号检测电路采集谐振电路接收到的温度电压信号，经调理整形后向控制器提供对应的检测电压信号；

（3）使控制器根据所述的检测电压信号分析计算出待测物体的温度。

4.根据权利要求3所述的测温方法，其特征在于：所述的步骤（3）中，控制器分析计算待测物体温度的过程如下：

a.对所述的检测电压信号进行采样并截取其中N个连续的采样点X₀～X_N-1，N为大于1的自然数；

b.对上述N个采样点X₀～X_N-1的电压值进行时域范围内的预处理，得到各采样点的预处理电压值；

c.根据各采样点的预处理电压值通过离散傅里叶变换，计算出检测电压信号的离散傅里叶变换值Y1；

d.取采样点X₀之后的第m个采样点X_m，以采样点X_m为起始点从检测电压信号中截取N个连续的采样点X_m～X_N+m-1，m为大于1的自然数；

e.根据步骤b和c，对N个采样点X_m～X_N+m-1的电压值依次进行预处理及离散傅里叶变换，计算出检测电压信号的离散傅里叶变换值Y2；

f.根据两个离散傅里叶变换值Y1～Y2，计算出当前温度传感器的谐振电阻值，进而计算出待测物体的温度。

5.根据权利要求4所述的测温方法，其特征在于：所述的步骤b中，根据以下算式对N个采样点X₀～X_N-1的电压值进行时域范围内的预处理：

F(X_i)＝V(X_i)·V(X_N-i)

其中：F(X_i)为采样点X_i的预处理电压值，V(X_i)为采样点X_i的电压值，V(X_N-i)为采样点X_N-i的电压值，i为自然数且0≤i≤N-1。