一种控温电热毯加热方法技术

一种控温电热毯加热方法，基于实验数据模拟出感温丝的电阻—温度的近似线性的曲线，通过测感温丝的电阻得到感温丝的温度，即电热毯的温度，考虑到加热惯性，结合施密特触发原理，得到电热毯的加热算法。因电阻R—温度T的线性曲线R＝K*T+B是近似的，对于材质确定的感温丝，其丝的长度误差成为加热算法误差的主要来源，所以必须对算法进行校验，即对线性曲线中的系数K和B进行校验。通过校验，使加热算法更加精确，经过试验可得误差在1℃以内，符合控温要求。

【技术实现步骤摘要】
一种控温电热毯加热方法
本专利技术涉及一种控温电热毯加热方法，属于温度控制

技术介绍
电热毯作为一种冬季取暖工具，已经成为人们生活中很重要的一部分，其体积小重量轻、无污染环保、使用方便、功耗少以及温度可调等特点深受人们喜爱。一般的电热毯控制方式为人为控制，只有高中低三个档位，设计成间歇性加热，相当于加一个定时开关一样，比如加热半个小时把温度升到一定程度后，停止加热十五分钟，然后加热十五分钟，如此反复，控制方式比较简单，但无法使温度控制在用户理想的温度上。
技术实现思路
本专利技术技术解决的问题为：克服现有技术不足，提供一种控温电热毯加热方法，该方法通过求得感温丝阻温关系式，从而能精确的测量感温丝的温度以控制发热丝的开启和关断，解决了传统电热毯无法实时控温的问题。本专利技术技术解决的方案为：一种控温电热毯加热方法，包括步骤如下：(1)控温电热毯包括加热丝、感温丝和控制板，设定直线形状的热敏材质的感温丝的电阻R，根据实验数据拟合的标准长度时的阻温关系曲线为：R＝K0*T+B0(1)式中K0为温度系数，B0为温度补偿参数；T为感温丝的温度；(2)在第一次对控温电热毯的感温丝上电时，通过控温电热毯的控制板上的热敏电阻测出环境温度T0,即加热前控温电热毯的毯面温度T0，将T0代入步骤(1)中的阻温关系曲线，得出T0温度下对应的感温丝的阻值R0，即R0＝K0*T0+B0(2)(3)查表得出标准长度时的热敏材质的感温丝在T0温度下的电阻R01；(4)将与步骤(1)的直线形状的热敏材质的感温丝弯曲成S型的感温丝，安装在控温电热毯内，形成成品电热毯，设定成品电热毯的阻温关系曲线为：R＝K*T+B(3)式中K为成品电热毯的温度系数，B为成品电热毯的温度补偿参数；(5)测出步骤(4)的成品电热毯刚上电时，弯曲成S型的感温丝的实际阻值R1，即T0温度下的阻值，代入步骤(4)的公式(3)得到：R1＝K*T0+B(4)又由于在同一温度下电热毯感温丝阻值等于标准长度时的阻值R0加上误差长度的阻值ΔR，即：R1＝R0+ΔR(5)对于材质确定的感温丝，误差阻值ΔR记为：ΔR＝K1*T0+B1(6)式中K1为误差长度的温度系数，B1为误差长度的温度补偿参数；把公式(2)和(6)带入公式(5)整理后得R1＝(K1+K0)*T0+(B1+B0)(7)对比公式(4),得到：K＝K0+K1B＝B0+B1(8)(6)因误差长度的温度补偿参数对感温丝的阻温关系求取中的影响相对较小，先假设步骤(5)的误差长度的温度补偿参数B1为0，即系数B＝B0，对于同一根感温丝，设定测量所得阻值之比等于计算所得的阻值之比，即根据公式(9)，求得K1的值,把K0和K1的值代入公式(8)，求得成品电热毯的温度系数K的值，把K的值代入公式(4)，从而可求得到成品电热毯的温度补偿参数B的值；将成品电热毯的温度补偿参数B的值代入公式(8)得到B1；(7)由于工艺水平和人为操作因素，导致感温丝存在不超过±20厘米的长度误差，根据实验数据拟合的20厘米长的感温丝的阻温关系曲线为R20＝K20*T+B20(10)式中K20为误差长度的20厘米长的感温丝的温度系数，B20为20厘米长的感温丝的温度补偿参数；查表得到在T0温度时20厘米长的感温丝的阻值ΔR20，设定温度系数的加权系数ΔK和补偿参数的加权系数ΔB为：ΔK＝K20/ΔR20ΔB＝B20/ΔR20(11)对误差长度的温度系数K1，误差长度的温度补偿参数B1进行修正，最终精确的系数表示为：K＝K0+K1*ΔKB＝B0+B1*ΔB(12)(8)将公式(12)得出的系数K和B的值代入步骤(4)的公式(3)得到最终的阻温线性关系式：R＝(K0+K1*ΔK)*T+(B0+B1*ΔB)(13)(9)根据步骤(8)的最终的阻温关系式，通过测得感温丝的阻值R得到感温丝的温度T，即毯面温度，当电热毯加热到设定温度时，因加热丝的温度较高，此时电热毯的温度会继续升高一段时间，即加热惯性，为减少加热惯性的影响，结合施密特触发原理，增加控温精度，即当加热丝将毯面加热到设定温度T时，加上允许温度误差TY后，考虑加热惯性，减去温度提前量ΔT＝1℃，即感温丝的温度上限值T11和温度下限值T1分别为T11＝T+TY-ΔTT1＝T-TY+ΔT(14)(10)根据步骤(9)的得到的感温丝的温度T与公式(14)得到的感温丝的温度上限值T11和温度下限值T1比较，即当感温丝的温度T到达感温丝的温度上限值T11时，加热丝停止加热，当感温丝的温度T回降到温度下限值T1时，加热丝重新开始加热，实现毯面温度的控制。所述步骤(9)的允许温度误差TY为±2.5℃。所述步骤(1)的热敏材质的感温丝为PTC热敏电阻合金线。所述步骤(3)的所述标准长度为12米。本专利技术与现有技术相比的优点在于：(1)以试验数据为基础得出一些基础的关系式，并在试验的基础上对成品电热毯感温丝阻温关系式加以推倒，结果更加准确，具有说服力。(2)因在求成品电热毯阻温关系式时先假设温度补偿参数不变，即假设误差长度的温度补偿参数为零，求温度系数，近而求出温度补偿参数，为进一步减少误差，步骤(7)里在试验数据的基础上引入加权系数，使求得的阻温关系式更加精确。(3)考虑加热惯性的影响，在加热或停止加热后，由于惯性会使温度上升或下降ΔT温度，所以在步骤(9)里加入提前量ΔT，进一步提高了控温精度。附图说明图1为本专利技术的算法流程图；图2为本专利技术的施密特触发原理图；图3为本专利技术的电热毯成品装配图。具体实施方式本专利技术的基本思路为：提供一种控温电热毯加热方法。为实现精确控温，首先应能精确测温，要实现精确测温必然需要准确的感温丝阻温关系式。本专利针对如何求得成品电热毯感温丝的阻温关系式进行详细阐述。下面结合附图对本专利技术做进一步详细描述，如图1所示，一种控温电热毯加热方法，包括步骤如下：(1)控温电热毯包括加热丝、感温丝和控制板，设定直线形状的热敏材质的感温丝的电阻R，根据实验数据拟合的标准长度时的阻温关系曲线为：R＝K0*T+B0(1)式中K0为温度系数，B0为温度补偿参数；T为感温丝的温度；(2)在第一次对控温电热毯的感温丝上电时，通过控温电热毯的控制板上的热敏电阻测出环境温度T0,即加热前控温电热毯的毯面温度T0，将T0带入步骤(1)中的阻温关系曲线，得出T0温度下对应的感温丝的阻值R0，即R0＝K0*T0+B0(2)(3)查表得出标准长度时的热敏材质的感温丝在T0温度下的电阻R01；(4)将与步骤(1)的直线形状的热敏材质的感温丝弯曲成S型的感温丝，安装在控温电热毯内，形成成品电热毯，设定成品电热毯的阻温关系曲线为：R＝K*T+B(3)式中K为成品电热毯的温度系数，B为成品电热毯的温度补偿参数；(5)测出步骤(4)的成品电热毯刚上电时，弯曲成S型的感温丝的实际阻值R1，即T0温度下的阻值，带入步骤(4)的公式(3)得到：R1＝K*T0+B(4)又由于在同一温度下电热毯感温丝阻值等于标准长度时的阻值R0加上误差长度的阻值ΔR，即：R1＝R0+ΔR(5)对于材质确定的感温丝，误差阻值ΔR记为：ΔR＝K1*T0+B1(6)式中K1为误差长度的温度系数，B1为误差长度的补偿参数；把公式(2)和(6)带入公式(5)整理后得本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种控温电热毯加热方法，其特征在于包括步骤如下：(1)控温电热毯包括加热丝、感温丝和控制板，设定直线形状的热敏材质的感温丝的电阻R，根据实验数据拟合的标准长度时的阻温关系曲线为：R＝K0*T+B0     (1) 式中K0为温度系数，B0为温度补偿参数；T为感温丝的温度；(2)在第一次对控温电热毯的感温丝上电时，通过控温电热毯的控制板上的热敏电阻测出环境温度T0,即加热前控温电热毯的毯面温度T0，将T0带入步骤(1)中的阻温关系曲线，得出T0温度下对应的感温丝的阻值R0，即R0＝K0*T0+B0     (2) (3)查表得出标准长度时的热敏材质的感温丝在T0温度下的电阻R01；(4)将与步骤(1)的直线形状的热敏材质的感温丝弯曲成S型的感温丝，安装在控温电热毯内，形成成品电热毯，设定成品电热毯的阻温关系曲线为：R＝K*T+B     (3) 式中K为成品电热毯的温度系数，B为成品电热毯的温度补偿参数；(5)测出步骤(4)的成品电热毯刚上电时，弯曲成S型的感温丝的实际阻值R1，即T0温度下的阻值，带入步骤(4)的公式(3)得到：R1＝K*T0+B     (4)又由于在同一温度下电热毯感温丝阻值等于标准长度时的阻值R0加上误差长度的阻值ΔR，即：R1＝R0+ΔR(5)对于材质确定的感温丝，误差阻值ΔR记为：ΔR＝K1*T0+B1     (6) 式中K1为误差长度的温度系数，B1为误差长度的补偿参数；把公式(2)和(6)带入公式(5)整理后得R1＝(K1+K0)*T0+(B1+B0)     (7) 对比公式(4),得到：K＝K0+K1B＝B0+B1                      (8)(6)因误差长度的温度补偿参数对感温丝的阻温关系求取中的影响相对较小，先假设步骤(5)的误差长度的温度补偿参数B1为0，即系数B＝B0，对于同一根感温丝，设定测量所得阻值之比等于计算所得的阻值之比，即根据公式(9)，求得K1的值,把K0和K1的值代入公式(8)，求得成品电热毯的温度系数K的值，把K的值代入公式(4)，从而可求得到成品电热毯的温度补偿参数B的值；将成品电热毯的温度补偿参数B的值代入公式(8)得到B1；(7)由于工艺水平和人为操作因素，导致感温丝存在不超过±20厘米的长度误差，根据实验数据拟合的20厘米长的感温丝的阻温关系曲线为R20＝K20*T+B20     (10) 式中K20为误差长度的20厘米长的感温丝的温度系数，B20为20厘米长的感温丝的补偿参数；查表得到在T0温度时20厘米长的感温丝的阻值ΔR20，设定温度系数的加权系数ΔK和补偿参数的加权系数ΔB为：ΔK＝K20/ΔR20ΔB＝B20/ΔR20                  (11)对误差长度的温度系数K1，补偿参数B1进行修正，最终精确的系数表示为：K＝K0+K1*ΔKB＝B0+B1*ΔB                     (12)(8)将公式(12)得出的系数K和B的值代入步骤(4)的公式(3)得到最终 的阻温线性关系式：R＝(K0+K1*ΔK)*T+(B0+B1*ΔB)     (13) (9)根据步骤(8)的最终的阻温关系式，通过测得感温丝阻值R得到感温丝的温度T，即毯面温度，当电热毯加热到设定温度时，因加热丝的温度较高，此时电热毯的温度会继续升高一段时间，即加热惯性，为减少加热惯性的影响，结合施密特触发原理，增加控温精度，即当加热丝将毯面加热到设定温度T时，加上允许温度误差TY后，考虑加热惯性，减去温度提前量ΔT＝1℃，即感温丝的温度上限值T11和温度下限值T1分别为T11＝T+TY‑ΔT T1＝T‑TY+ΔT (14)(10)根据步骤(9)的得到的感温丝的温度T与公式(14)得到的感温丝的温度上限值T11和温度下限值T1比较，即当感温丝的温度T到达感温丝的温度上限值T11时，加热丝停止加热，当感温丝的温度T回降到温度下限值T1时，加热丝重新开始加热，实现毯面温度的控制。...

【技术特征摘要】
1.一种控温电热毯加热方法，其特征在于包括步骤如下：(1)控温电热毯包括加热丝、感温丝和控制板，设定直线形状的热敏材质的感温丝的电阻R，根据实验数据拟合的标准长度时的阻温关系曲线为：R＝K0*T+B0(1)式中K0为温度系数，B0为温度补偿参数；T为感温丝的温度；(2)在第一次对控温电热毯的感温丝上电时，通过控温电热毯的控制板上的热敏电阻测出环境温度T0,即加热前控温电热毯的毯面温度T0，将T0代入步骤(1)中的阻温关系曲线，得出T0温度下对应的感温丝的阻值R0，即R0＝K0*T0+B0(2)(3)查表得出标准长度时的热敏材质的感温丝在T0温度下的电阻R01；(4)将与步骤(1)的直线形状的热敏材质的感温丝弯曲成S型的感温丝，安装在控温电热毯内，形成成品电热毯，设定成品电热毯的阻温关系曲线为：R＝K*T+B(3)式中K为成品电热毯的温度系数，B为成品电热毯的温度补偿参数；(5)测出步骤(4)的成品电热毯刚上电时，弯曲成S型的感温丝的实际阻值R1，即T0温度下的阻值，代入步骤(4)的公式(3)得到：R1＝K*T0+B(4)又由于在同一温度下电热毯感温丝阻值等于标准长度时的阻值R0加上误差长度的阻值ΔR，即：R1＝R0+ΔR(5)对于材质确定的感温丝，误差阻值ΔR记为：ΔR＝K1*T0+B1(6)式中K1为误差长度的温度系数，B1为误差长度的温度补偿参数；把公式(2)和(6)带入公式(5)整理后得R1＝(K1+K0)*T0+(B1+B0)(7)对比公式(4),得到：K＝K0+K1B＝B0+B1(8)(6)因误差长度的温度补偿参数对感温丝的阻温关系求取中的影响相对较小，先假设步骤(5)的误差长度的温度补偿参数B1为0，即系数B＝B0，对于同一根感温丝，设定测量所得阻值之比等于计算所得的阻值之比，即根据公式(9)，求得K1的值,把K0和K1的值代入公式(8)，求得成品电热毯的温度系数K的值，把K的值代入公式(4)，从而可求得到成品电热毯的温度补偿参数B的值；将成...

【专利技术属性】
技术研发人员：郭锦山，祝建彬，庞志华，陈敏，
申请(专利权)人：北京时代民芯科技有限公司，北京微电子技术研究所，
类型：发明
国别省市：北京;11