热敏电阻式温度传感器制造技术

本发明专利技术提供一种热敏电阻式温度传感器，采用热敏电阻作为温度敏感元件，把该热敏电阻与电容串联，基于一阶阻容电路在充电或放电时的暂态过程，使用定时器仅对该阻容电路的充电过程或放电过程进行一次计时，根据定时器此时的计时结果，通过在存储器中查找比对存储的热敏电阻的阻温特性数据，进而确定测量的温度值。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术提供一种热敏电阻式温度传感器，涉及使用热敏电阻检测温度的

技术介绍
热敏电阻是一种常用的温度敏感元件，它廉价、温度灵敏度高，例如负温度系数热敏电阻NTC，但其阻温特性是非线性的，这对测温造成不小的麻烦，通常的做法是把热敏电阻与其它线性电阻串联或并联，以减小其非线性；或者把热敏电阻的端电压经A/D转换为对应的数字信号，然后根据该数字信号，通过在存储器中查找比对存储的热敏电阻的阻温特性数据，进而确定测量的温度值，该方法测温程序简单，由于采用了A/D转换器，所以对测温所用的基准电压要求很高，也就是说测温的精度严重依赖所用的基准电压；还有一种热敏电阻测温方法是基于一阶阻容电路的暂态过程，它分别对阻容电路进行充电计时和放电计时，根据定时器的两次计时结果通过计算得到热敏电阻相应阻值的编码，然后通过在存储器中查找比对存储的热敏电阻的阻温特性数据，进而确定测量的温度值，该方法的测温精度高且与电压无关，但测温时间长，测温程序多，测温电路复杂。
技术实现思路
根据以上现有技术的不足，本专利技术要解决的技术问题是：提供一种测温精度高且测温方法简单的热敏电阻式温度传感器。本专利技术解决其技术问题所采用的方案是：本专利技术采用热敏电阻作为温度敏感元件，把该热敏电阻与电容串联，基于一阶阻容电路的暂态过程，使用定时器仅对该阻容电路的充电过程或放电过程进行一次计时，根据定时器此时的计时结果，通过在存储器中查找比对存储的热敏电阻的阻温特性数据，进而确定测量的温度值。本专利技术提供了一种热敏电阻式温度传感器，它包括热敏电阻RT、电容C、二选一电子开关K、电子开关KD、控制器、存储器、数字定时器、比较器CMP、串口和基准电压Vr，其中二选一电子开关K包括两个输入端和一个公共端，某一时刻该公共端只能与其中的一个输入端接通，而与另一个输入端断开，热敏电阻RT作为测量温度的敏感元件，存储器中存储热敏电阻RT的阻温特性数据，比较器CMP实现对输入的热敏电阻RT或电容C的端电压与基准电压Vr进行比较，串口实现与外界数据或命令的输入或输出，控制器作为整个系统的核心，负责整个系统运行的控制和运算，其特征在于：热敏电阻RT的一端连接电容C的一端、电子开关KD的一端和比较器CMP的一个比较输入端，热敏电阻RT的另一端连接电子开关KD的另一端后再连接二选一电子开关K的公共端或接地，电容C的另一端连接二选一电子开关K的公共端或接地，二选一电子开关K的一个输入端连接电源V，另一个输入端接地，电容C与热敏电阻RT组成组成一阶阻容电路，通过对电容C的充电或放电过程实现测温过程，该测温过程基于一阶阻容电路暂态响应中的零状态响应或零输入响应，数字定时器对电容C的充电或放电过程进行计时，当数字定时器溢出时或比较器CMP的输出结果表明热敏电阻RT或电容C的端电压达到基准电压Vr时，数字定时器停止计时，控制器根据此时数字定时器的计时结果，通过在存储器中查找比对存储的热敏电阻RT的阻温特性数据，进而确定测量的温度值，该温度值通过串口输出至外界。所述的基准电压Vr为固定基准电压或可调基准电压。当基于一阶阻容电路暂态响应中的零状态响应实现测温过程时，硬件电路连接可有两种方案可供选择：1、热敏电阻RT的一端连接电容C的一端、电子开关KD的一端和比较器CMP的一个比较输入端，热敏电阻RT的另一端连接电子开关KD的另一端后再接地，电容C的另一端连接二选一电子开关K的公共端，二选一电子开关K的一个输入端连接电源V，另一个输入端接地。2、热敏电阻RT的一端连接电容C的一端、电子开关KD的一端和比较器CMP的一个比较输入端，热敏电阻RT的另一端连接电子开关KD的另一端后再连接二选一电子开关K的公共端，电容C的另一端接地，二选一电子开关K的一个输入端连接电源V，另一个输入端接地。当基于一阶阻容电路暂态响应中的零状态响应实现测温过程时，所述的热敏电阻式温度传感器的测温程序为：首先电子开关KD闭合，二选一电子开关K的公共端与其接地的输入端接通，经适当延时后，以实现电容C的完全放电，然后打开电子开关KD，再使数字定时器清零，设置数字定时器和比较器CMP的工作状态，清除数字定时器和比较器CMP的中断标志位，开放数字定时器和比较器CMP的中断，开放总中断，再把二选一电子开关K的公共端与其接电源V的输入端接通，启动数字定时器和比较器CMP,然后等待转换结果，在等待转换结果的过程中，当在数字定时器溢出前热敏电阻RT或电容C的端电压达到基准电压Vr时，比较器CMP向控制器发出中断申请，控制器响应该中断申请，控制器停止数字定时器和比较器CMP,控制器根据此时数字定时器的计时值，通过在存储器中查找比对存储的热敏电阻RT的阻温特性数据，进而确定测量的温度值。当基于一阶阻容电路暂态响应中的零输入响应实现测温过程时，热敏电阻RT的一端连接电容C的一端、电子开关KD的一端和比较器CMP的一个比较输入端，热敏电阻RT的另一端连接电子开关KD的另一端后再连接二选一电子开关K的公共端，电容C的另一端接地，二选一电子开关K的一个输入端连接电源V，另一个输入端接地。当基于一阶阻容电路暂态响应中的零输入响应实现测温过程时，所述的热敏电阻式温度传感器的测温程序为：首先电子开关KD闭合，二选一电子开关K的公共端与其接电源的输入端接通，经适当延时后，以实现电容C的完全充电，然后打开电子开关KD，再使数字定时器清零，设置数字定时器和比较器CMP的工作状态，清除数字定时器和比较器CMP的中断标志位，开放数字定时器和比较器CMP的中断，开放总中断，再把二选一电子开关K的公共端与其接地的输入端接通，启动数字定时器和比较器CMP,然后等待转换结果，在等待转换结果的过程中，当在数字定时器溢出前电容C的端电压达到基准电压Vr时，比较器CMP向控制器发出中断申请，控制器响应该中断申请，控制器停止数字定时器和比较器CMP,控制器根据此时数字定时器的计时值，通过在存储器中查找比对存储的热敏电阻RT的阻温特性数据，进而确定测量的温度值。所述的热敏电阻式温度传感器校准测量温度值的方法是调节基准电压Vr或软件修正。本专利技术所述的热敏电阻式温度传感器所具有的有益效果为：采用定时器进行数字编码，测温精度高；测温精度与基准电压无关，适应电压范围宽，可应用于使用电池供电的场合；测温过程简单，测温时间短；硬件电路简单，易于实现；通过热敏电阻的电流小，持续时间短，不会产生热量干扰；结合集成电路技术，易于制作成廉价集成温度传感器。附图说明图1所示为测温输入电压取自热敏电阻RT端电压的电路原理图；图2所示为测温输入电压取自电容C端电压的电路原理图；图3所示为电子开关KD的等效电路图；图4所示为应用本专利技术实现的多路温度传感器原理图；其中：K、二选一电子开关 KD、电子开关 Kd、电子开关KD的等效理想开关 Rd、电子开关KD的等效电阻 RT、热敏电阻 C、电容 Vr、基准电压 CMP、比较器 D、开关二极管 MCU、单片机 R1、R3、电阻 R2、可调电阻 RT1、RT2～RTn、热敏电阻 V、电源电压还有，在图4中， I/O0、I/O1、I/O2～I/On为单片机MCU的输入/输出口，CMP+为单片机MCU中比较器的同相输入端，CMP-为单片机MCU中比较器本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种热敏电阻式温度传感器包括热敏电阻RT、电容C、二选一电子开关K、电子开关KD、控制器、存储器、数字定时器、比较器CMP、串口和基准电压Vr，其中二选一电子开关K包括两个输入端和一个公共端，某一时刻该公共端只能与其中的一个输入端接通，而与另一个输入端断开，热敏电阻RT作为测量温度的敏感元件，存储器中存储热敏电阻RT的阻温特性数据，比较器CMP实现对输入的热敏电阻RT或电容C的端电压与基准电压Vr进行比较，串口实现与外界数据或命令的输入或输出，控制器作为整个系统的核心，负责整个系统运行的控制和运算，其特征在于：热敏电阻RT的一端连接电容C的一端、电子开关KD的一端和比较器CMP的一个比较输入端，热敏电阻RT的另一端连接电子开关KD的另一端后再连接二选一电子开关K的公共端或接地，电容C的另一端连接二选一电子开关K的公共端或接地，二选一电子开关K的一个输入端连接电源V，另一个输入端接地，电容C与热敏电阻RT组成组成一阶阻容电路，通过对电容C的充电或放电过程实现测温过程，该测温过程基于一阶阻容电路暂态响应中的零状态响应或零输入响应，数字定时器对电容C的充电或放电过程进行计时，当数字定时器溢出时或比较器CMP的输出结果表明热敏电阻RT或电容C的端电压达到基准电压Vr时，数字定时器停止计时，控制器根据此时数字定时器的计时结果，通过在存储器中查找比对存储的热敏电阻RT的阻温特性数据，进而确定测量的温度值，该温度值通过串口输出至外界。...

【技术特征摘要】
1.一种热敏电阻式温度传感器包括热敏电阻RT、电容C、二选一电子开关K、电子开关KD、控制器、存储器、数字定时器、比较器CMP、串口和基准电压Vr，其中二选一电子开关K包括两个输入端和一个公共端，某一时刻该公共端只能与其中的一个输入端接通，而与另一个输入端断开，热敏电阻RT作为测量温度的敏感元件，存储器中存储热敏电阻RT的阻温特性数据，比较器CMP实现对输入的热敏电阻RT或电容C的端电压与基准电压Vr进行比较，串口实现与外界数据或命令的输入或输出，控制器作为整个系统的核心，负责整个系统运行的控制和运算，其特征在于：热敏电阻RT的一端连接电容C的一端、电子开关KD的一端和比较器CMP的一个比较输入端，热敏电阻RT的另一端连接电子开关KD的另一端后再连接二选一电子开关K的公共端或接地，电容C的另一端连接二选一电子开关K的公共端或接地，二选一电子开关K的一个输入端连接电源V，另一个输入端接地，电容C与热敏电阻RT组成组成一阶阻容电路，通过对电容C的充电或放电过程实现测温过程，该测温过程基于一阶阻容电路暂态响应中的零状态响应或零输入响应，数字定时器对电容C的充电或放电过程进行计时，当数字定时器溢出时或比较器CMP的输出结果表明热敏电阻RT或电容C的端电压达到基准电压Vr时，数字定时器停止计时，控制器根据此时数字定时器的计时结果，通过在存储器中查找比对存储的热敏电阻RT的阻温特性数据，进而确定测量的温度值，该温度值通过串口输出至外界。2.根据权利要求1所述的热敏电阻式温度传感器，其特征在于：所述的基准电压Vr为固定基准电压或可调基准电压。3.根据权利要求1所述的热敏电阻式温度传感器，其特征在于：当基于一阶阻容电路暂态响应中的零状态响应实现测温过程时，热敏电阻RT的一端连接电容C的一端、电子开关KD的一端和比较器CMP的一个比较输入端，热敏电阻RT的另一端连接电子开关KD的另一端后再接地，电容C的另一端连接二选一电子开关K的公共端，二选一电子开关K的一个输入端连接电源V，另一个输入端接地。4.根据权利要求1所述的热敏电阻式温度传感器，其特征在于：当基于一阶阻容电路暂态响应中的零状态响应实现测温过程时，热敏电阻RT的一端连接电容C的一端、电子开关KD的一端和比较器CMP的一个比较输入端，热敏电阻RT的另一端连接电子开关KD的另一端后再连接二选一电子开关K的公共端，电容C的另一端接地，二选一电子开关K的一个输入端连接电源V，另一个输入端接...

【专利技术属性】
技术研发人员：肖国选，
申请(专利权)人：肖国选，
类型：发明
国别省市：山东;37