一种高精度温度采集系统技术方案

本实用新型专利技术涉及一种高精度温度采集系统，包括顺次连接的程控电阻、温度传感器、模数转换器、控制器及PC端，所述控制器还与所述程控电阻连接，所述温度传感器接地设置。本实用新型专利技术通过设置程控电阻，使该采集系统可根据不同的温度区间调整电阻的阻值，使测量温度的精度增高；通过设置模数转换器，可避免该系统在不同温度区间导致温度精度不一致的情况；通过设置控制器，可精确计算出当前温度。

A High Precision Temperature Acquisition System

The utility model relates to a high-precision temperature acquisition system, which comprises a sequentially connected programmable resistance, a temperature sensor, an analog-to-digital converter, a controller and a PC terminal. The controller is also connected with the programmable resistance, and the temperature sensor is grounded. By setting programmable resistance, the acquisition system can adjust the resistance value according to different temperature ranges, so as to increase the accuracy of temperature measurement; by setting analog-to-digital converter, the inconsistency of temperature accuracy caused by the system in different temperature ranges can be avoided; by setting a controller, the current temperature can be accurately calculated.

【技术实现步骤摘要】
一种高精度温度采集系统
本技术涉及温度采集，属于温控
，更具体的说是涉及一种高精度温度采集系统。
技术介绍
温度测量在工农业以及生活生产中有着极其重要的作用，温度测量的精度越高意味着能更准确的控制。在温度采集系统中，温度传感器因低廉的成本和优秀的性能被广泛应用。当前温度测量一般采用恒流源激励法和电阻分压法，这两种方法存在以下缺陷：(1)恒流源激励法的电路结构复杂，适应性差，使用的电子器件成本高，导致测量温度的性价比低；(2)电阻分压法采用温度传感器的阻值随温度变化呈非线性变化，导致测量温度时在不同的温度区间其测量的精度不同。
技术实现思路
基于以上技术问题，本技术提供了一种高精度温度采集系统，从而解决了以往温度采集系统结构复杂、适应性差及测量精度低的技术问题。为解决以上技术问题，本技术采用的技术方案如下：一种高精度温度采集系统，包括顺次连接的程控电阻、温度传感器、模数转换器、控制器及PC端，所述控制器还与所述程控电阻连接，所述温度传感器接地设置。基于以上系统，所述程控电阻与温度传感器连接形成分压电路，分压电路的分压电压通过控制器计算得到，所述控制器计算分压电压的公式为：Vin＝Vref(R_NTC/(R+R_NTC))；其中，Vin为分压电压；Verf为分压电路的供电电压；R_NTC为温度传感器的阻值；R为程控电阻阻值。基于以上系统，所述分压电压经过模数转换器采集并进行量化误差计算得到。基于以上系统，所述程控电阻型号为MCP41050。综上所述，由于采用了上述技术方案，本技术的有益效果是：本技术通过设置程控电阻，使该采集系统可根据不同的温度区间调整电阻的阻值，使测量温度的精度增高；通过设置模数转换器，可避免该系统在不同温度区间导致温度精度不一致的情况；通过设置控制器，可精确计算出当前温度。附图说明图1为本技术的结构框图；图2为本技术的电路原理图；图3为本技术温度-AD变化量的曲线示意图一；图4为本技术温度-AD变化量的曲线示意图二。具体实施方式下面结合附图对本技术作进一步的说明。本技术的实施方式包括但不限于下列实施例。实施例如图1、图2所示，一种高精度温度采集系统，包括顺次连接的程控电阻、温度传感器、模数转换器、控制器及PC端，所述控制器还与所述程控电阻连接，所述温度传感器接地设置。所述程控电阻与温度传感器连接形成分压电路，分压电路的分压电压通过控制器计算得到，所述控制器计算分压电压的公式为：Vin＝Vref(R_NTC/(R+R_NTC))；其中，Vin为分压电压；Verf为分压电路的供电电压；R_NTC为温度传感器的阻值；R为程控电阻阻值；所述分压电压经过模数转换器采集并通过如下量化误差计算得到：A通过公式得到模数转换器的值：D＝Vin/Vref(2^N)；其中，N为模数转换器的有效位数；D为模数转换器的值；B程控电阻阻值不变，设温度传感器采集环境温度为T1和T2,则模数转换器的误差差值为：D_diff＝(R_NTC2/(R+R_NTC2)-R_NTC1/(R+R_NTC1))*(2^N)其中，D_diff为温度传感器采集环境温度T2与环境温度T1时系统采集到的模数转换器的差值；R_NTC2为温度传感器采集环境温度T2的阻值；R_NTC1为温度传感器采集环境温度T1的阻值。所述程控电阻型号为MCP41050。本实施例中，程控电阻用于改变电阻值使测量更加精确，程控电阻与温度传感器串联用于得到分压电压，控制器可根据分压电压计算出温度。通过设置程控电阻，使该采集系统可根据不同的温度区间调整电阻的阻值，使测量温度的精度增高；通过设置模数转换器，可避免该系统在不同温度区间导致温度精度不一致的情况；通过设置控制器，可精确计算出当前温度。本实施例的工作原理是：程控电阻和温度传感器连接形成分压电路，将程控电阻与温度传感器串联分压后，得到分压电压：Vin＝Vref(R_NTC/(R+R_NTC))其中，Vin为分解电压；Verf为分压电路供电电压；R_NTC为温度传感器的阻值；R为程控电阻阻值；分压电压经过模数转换器采集并考虑入量化误差后，得到模数转换器的值：D＝Vin/Vref(2^N)；其中，N为模数转换器的有效位数；在程控电阻的电阻参数不变时，程控电阻阻值R相同，随着温度升高，R_NTC不断减小，对于温度传感器采集环境温度T1和环境温度T2，温度传感器的阻值分别为R_NTC1和R_NTC2，因此通过这T1和T2就能得到模数转换器的差值：D_diff＝(R_NTC2/(R+R_NTC2)-R_NTC1/(R+R_NTC1))*(2^N)其中，D_diff为温度传感器采集环境温度2与环境温度1时系统采集到的模数转换器的差值；R_NTC2为温度传感器采集环境温度2的阻值；R_NTC1为温度传感器采集环境温度1的阻值；D_diff越大，表示在两个温度间能够取得越大的分辨率，从而得到更高的精度，同时得出上端电阻R的值与D_diff值呈现出二次函数关系。下面，结合具体实施例对本技术作进一步说明。具体实施例1温度传感器采用10K-3950-NTC器件，模数转换器采用18位ADC器件，程控电阻阻值10k作为参数，借助数学工具得到温度-AD变化量曲线(如图3所示)，该电路设置方法在温度区间10℃到30℃内获得了最大分辨率，精度达0.00037℃，但该配置仅在温度区间10℃到30℃内获得了最大分辨率，温度远离该区间越多，分辨率下降越大。本实施例设置程控电阻，通过程序改变R阻值，使得模数转换器采集的二次函数的极大值进行左右移动，从而在各个温度区间都能获得极高的分辨率。具体实施例2仅将具体实施例1中程控电阻阻值10k通过程控电阻改为阻值6k后，得到温度-AD变化量曲线(如图4所示)，精度表现最佳区间已由10℃到30℃切换到20℃到45℃。该切换仅由程序控制实现，成本极低，操作简便。如上所述即为本技术的实施例。前文所述为本技术的各个优选实施例，各个优选实施例中的优选实施方式如果不是明显自相矛盾或以某一优选实施方式为前提，各个优选实施方式都可以任意叠加组合使用，所述实施例以及实施例中的具体参数仅是为了清楚表述专利技术人的专利技术验证过程，并非用以限制本专利技术的专利保护范围，本专利技术的专利保护范围仍然以其权利要求书为准，凡是运用本专利技术的说明书及附图内容所作的等同结构变化，同理均应包含在本专利技术的保护范围内。本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种高精度温度采集系统，其特征在于，包括顺次连接的程控电阻、温度传感器、模数转换器、控制器及PC端，所述控制器还与所述程控电阻连接，所述温度传感器接地设置。

【技术特征摘要】
1.一种高精度温度采集系统，其特征在于，包括顺次连接的程控电阻、温度传感器、模数转换器、控制器及PC端，所述控制器还与所述程控电阻连接，所述温度传感器接地设置。2.根据权利要求1所述的一种高精度温度采集系统，其特征在于，所述程控电阻与温度传感器连接形成分压电路，分压电路的分压电压通过控制器计算得到，所述控制器计算分压电压的公式为：Vin＝Vref...

【专利技术属性】
技术研发人员：钟杰，唐清茂，
申请(专利权)人：成都意科科技有限责任公司，
类型：新型
国别省市：四川,51