[发明专利]一种低成本高精度易反推易调试的温度测量方法

说明书

本发明提供一种低成本高精度易反推易调试的温度测量方法，具体步骤为：第一步，通过温度采集电路中四个电阻R1、R2、R3、R4搭建的惠斯通桥得到铂热电阻R3与最低温度参考电阻R1的差分电压输出ΔU；第二步，对第一步中得到的差分电压ΔU同比例放大G倍，得出放大后的差分电压ΔUADV；第三步，根据第二步得到的电压数据ΔUADV和第一步得到的电压数据ΔU得出铂热电阻R3的阻值；第四步，通过高精度温度解算算法得到铂热电阻R3与温度的转换，求得温度数值，实现高精度温度测量。本发明给出反推电阻的公式，便于反推调试和检验电路的硬件特性，测量精度高，避开了人为误差，实现了高精度温度测量，经济适用具有很高的推广价值。

技术领域

本发明属于测温电路领域，特别涉及一种低成本高精度易反推易调试的温度测量方法。

背景技术

随着高度智能化的全面发展，温度测量随处可见，测温电路的应用越来越广泛，大多采用的是选用温度传感器，目前主流的温度传感器分为四种，即RTD、热敏电阻、热电偶以及具有数字和模拟接口的集成电路传感器。

RTD温度传感器线性、重复性和稳定性好，但是由于需要恒定电压、电流，所以通电过程中产生的功率会影响其所测温度，另外，在RTD模拟信号输出时，放大器和ADC组件的自身误差也需要考虑，精度一般在0.1～1.0℃；热敏电阻，分为正温度系数和负温度系数，但是它的适用温度范围比较苛刻，一般在0℃～ 150℃，且测量精度为0.05～1.5℃；热电偶温度传感器在暴露状态下，抗腐蚀性较弱，稳定性不如RTD和热敏电阻，测量精度在0.5～5.0℃；IC类的温度传感器，功耗低，体积小，集成度高，但是测温范围受限，仅为-70℃～150℃，测量精度与热电偶差不多，在0.5～5.0℃。

所以，温度测试方法的确定，需要从温度范围、精度、应用环境、成本等多个角度考量。目前涉及到的温度测量方法，大多采用集成IC温度采集模块、测电阻并进行AD解算法。IC温度采集模块，集成度高，看似省心省力，但是测温范围受限，而且都需要有微处理器芯片协同进行数据交互，才可以实现温度数据采集；测电阻法，大多采用人工查表和微处理器查表法，表格数据量大，录入繁琐，要么应用线性插值法，这些方法不是工作量大、就是温度解算算法精度差，据计算大于0℃的温度解算误差达0.1℃以上，负温度状态，在-40℃以下，误差平均大于5℃。

发明内容

为了克服现有误差大且成本高的问题，本发明提供一种低成本高精度易反推易调试的温度测量方法，本方法中用到的硬件电路简单，器件为常规易购品，调试过程直观可靠，温度解算算法以基础特性为依据，避开了人为误差，实现了高精度温度测量，经济适用，具有很高的推广价值。

本发明采用的技术方案为：

一种低成本高精度易反推易调试的温度测量方法，具体步骤为：

第一步，通过温度采集电路中四个电阻R1、R2、R3、R4搭建的惠斯通桥得到铂热电阻R3与最低温度参考电阻R1的差分电压输出ΔU；

第二步，对第一步中得到的差分电压ΔU同比例放大G倍，得出放大后的差分电压ΔUADV；

第三步，根据第二步得到的电压数据ΔUADV和第一步得到的电压数据ΔU得出铂热电阻R3的阻值；

第四步，通过高精度温度解算算法得到铂热电阻R3与温度的转换，求得温度数值，实现高精度温度测量。

所述的第一步中，通过高精度电阻R1、R2、R4以及铂热电阻R3搭建惠斯通桥，通过给惠斯通桥两端供合适的电压VCC，实现铂热电阻R3与最低温度参考电阻R1的差分电压输出ΔU。

所述的第二步中，选用轨对轨差分运放以及运放增益电阻R7，实现第一步中得到的差分电压ΔU的同比例放大，得到其放大后的差分电压ΔUADV，并将该电压直接输入到微处理器的模拟数字输入端，即AD输入端，通过AD数据采集得到电压ΔUADV的数字数据。