温度检测电路和温度检测方法技术

本发明专利技术公开了一种温度检测电路和温度检测方法，其中，温度检测电路包括：热电偶；调理模块，用于对热电偶的热端输出的模拟热端热电势信号进行共模滤波处理；模数转换器，用于将滤波处理后的模拟热端热电势信号转换为数字热端热电势信号；控制器，用于根据数字热端热电势信号得到热端热电势，根据热端热电势得到热电偶的热端温度。该电路能够对热电偶的热端输出的模拟热端热电势进行共模滤波处理，从而能够提高抗干扰能力，保证温度检测的高精度。

Temperature detection circuit and method

【技术实现步骤摘要】
温度检测电路和温度检测方法
本专利技术涉及温度检测
，尤其涉及一种温度检测电路和温度检测方法。
技术介绍
热电偶信号是变化缓慢的微伏级到毫伏级信号，尤其是铂铑-铂热电偶传感器，其热电势随温度的变化幅度仅有并且几微伏每摄氏度。由于热电势信号的微弱性，在传输过程中非常容易受到外界的干扰，因而如何提升信号在传输过程中的抗干扰能力非常重要。
技术实现思路
本专利技术旨在至少在一定程度上解决相关技术中的技术问题之一。为此，本专利技术的一个目的在于提出一种温度检测电路，以对热电偶的热端输出的模拟热端热电势进行共模滤波处理，从而提高抗干扰能力，保证温度检测的高精度。本专利技术的另一个目的在于提出一种温度检测方法。为达上述目的，本专利技术第一方面实施例提出了一种温度检测电路，包括：热电偶；调理模块，用于对所述热电偶的热端输出的模拟热端热电势信号进行共模滤波处理；模数转换器，用于将滤波处理后的模拟热端热电势信号转换为数字热端热电势信号；控制器，用于根据所述数字热端热电势信号得到热端热电势，根据所述热端热电势得到所述热电偶的热端温度。根据本专利技术实施例的温度检测电路，通过调理模块对热电偶的热端输出的模拟热端热电势信号进行共模滤波处理，通过模数转换器将滤波处理后的模拟热端热电势信号转换为数字热端热电势信号，通过热敏电阻感知热电偶的冷端温度，通过控制器根据数字热端热电势信号得到热端热电势，根据热端热电势得到热电偶的热端温度。由此，该电路能够对热电偶的热端输出的模拟热端热电势进行共模滤波处理，从而能够提高抗干扰能力，保证温度检测的高精度。另外，根据本专利技术上述实施例的温度检测电路还可以具有如下附加的技术特征：根据本专利技术的一个实施例，所述调理模块包括：差分低通滤波器和共模滤波器。根据本专利技术的一个实施例，所述模数转换器的偏移误差小于1微伏。根据本专利技术的一个实施例，所述模数转换器为分辨率大于预设的分辨率阈值、噪声低于预设的第一噪声阈值、共模抑制比高于预设的共模抑制比阈值、带差分输入通道和可编程增益的模数转换器。根据本专利技术的一个实施例，所述模数转换器外接基准电压源，所述基准电压源的温度漂移低于预设的温度漂移阈值，精度高于预设的第二精度阈值，噪声低于预设的第二噪声阈值。根据本专利技术的一个实施例，所述控制器具体用于：存储对热电势-温度曲线进行拟合后得到的一元高次方程，所述一元高次方程的阶数大于5阶；根据所述热端热电势和所述一元高次方程，采用二分法计算得到近似温度区间；根据所述近似温度区间和所述热端热电势，采用牛顿迭代法求解所述一元高次方程得到符合预设精度的热端温度。根据本专利技术的一个实施例，温度检测电路，还包括：显示设备，用于显示所述热电偶的热端温度。根据本专利技术的一个实施例，所述显示设备的显示位数大于6位。为达上述目的，本专利技术第二方面实施例提出了一种温度检测方法，适用于温度检测电路中，所述温度检测电路包括：热电偶；调理模块，用于对所述热电偶的热端输出的模拟热端热电势信号进行共模滤波处理；模数转换器，用于将滤波处理后的模拟热端热电势信号转换为数字热端热电势信号，所述温度检测方法包括：根据所述数字热端热电势信号得到热端热电势；根据所述热端热电势得到所述热电偶的热端温度。根据本专利技术实施例的温度检测方法，先根据数字热端热电势信号得到热端热电势，然后根据所述热端热电势得到所述热电偶的热端温度。由此，该方法能够对热电偶的热端输出的模拟热端热电势进行共模滤波处理，从而能够提高抗干扰能力，保证温度检测的高精度。另外，根据本专利技术上述实施例的温度检测方法还可以具有如下附加的技术特征：根据本专利技术的一个实施例，所述根据所述热端热电势得到所述热电偶的热端温度，包括：存储对热电势-温度曲线进行拟合后得到的一元高次方程，所述一元高次方程的阶数大于5阶；根据所述热端热电势和所述一元高次方程，采用二分法计算得到近似温度区间；根据所述近似温度区间和所述热端热电势，采用牛顿迭代法求解所述一元高次方程得到符合预设精度的热端温度。本专利技术附加的方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本专利技术的实践了解到。附图说明图1是本专利技术实施例的温度检测电路的结构示意图；图2是本专利技术一个实施例的调理模块的结构框图；图3是本专利技术一个具体示例的温度检测电路的电路图；图4是本专利技术一个具体示例的调理电路的电路图；图5是本专利技术一个实施例的计算热端温度的流程图；图6是本专利技术一个具体示例的热电势-温度曲线示意图；图7是本专利技术一个具体示例的拟合曲线的示意图；图8是本专利技术一个实施例的温度检测电路的结构示意图；图9是本专利技术实施例的温度检测方法的流程图。具体实施方式下面详细描述本专利技术的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本专利技术，而不能理解为对本专利技术的限制。下面参考附图描述本专利技术实施例的温度检测电路和温度检测方法。需要说明的是，在工业生产、钻探和特殊高性能材料的制造成型中通常需要涉及到1000℃左右的高温环境，在这个温度条件下，热电偶是唯一能够商业化应用的接触式热电温度传感器，其测温精度直接关系到了生产控制过程的精确性和产品的质量。在热电偶的测温过程中，热电偶的热电势与温度信号之间呈现出较高的非线性关系，如何对其进行有效处理从而精准计算实际温度是提升测量精度的关键。为此，本专利技术实施例提出了一种温度检测电路和温度检测方法，以解决相关技术中抗干扰能力较低、检测精度较低的问题。图1是本专利技术实施例的温度检测电路的结构示意图。如图1所示，该电路100包括：热电偶10、调理模块20、模数转换器30、和控制器40。其中，调理模块20用于对热电偶10的热端输出的模拟热端热电势信号进行共模滤波处理；模数转换器30用于将滤波处理后的模拟热端热电势信号转换为数字热端热电势信号；控制器40用于根据数字热端热电势信号得到热端热电势，根据热端热电势得到热电偶10的热端温度。在一个实施例中，如图2所示，调理模块20可包括：差分低通滤波器21和共模滤波器22。具体地，在热电偶10进行温度检测时，调理模块20对热电偶10的热端输出的模拟热端热电势信号进行共模滤波处理，以消除线路上的大部分共模噪声，并将滤波处理后的模拟热端热电势信号发送给模数转换器30，以使模数转换器30将将滤波处理后的模拟热端热电势信号转换为数字热端热电势信号，并发送给控制器40，以使控制器40根据数字热端热电势信号得到热端热电势，进而根据热端热电势得到热电偶10的热端温度。其中，控制器40(主控芯片)的内部可以设置有快速高效的测温算法，控制器40可依据该测温算法根据数字热端热电势信号得到热端热电势，进而根据热端热电势得到热电偶10的热端温度。总的本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种温度检测电路，其特征在于，包括：/n热电偶；/n调理模块，用于对所述热电偶的热端输出的模拟热端热电势信号进行共模滤波处理；/n模数转换器，用于将滤波处理后的模拟热端热电势信号转换为数字热端热电势信号；/n控制器，用于根据所述数字热端热电势信号得到热端热电势，根据所述热端热电势得到所述热电偶的热端温度。/n

【技术特征摘要】
1.一种温度检测电路，其特征在于，包括：
热电偶；
调理模块，用于对所述热电偶的热端输出的模拟热端热电势信号进行共模滤波处理；
模数转换器，用于将滤波处理后的模拟热端热电势信号转换为数字热端热电势信号；
控制器，用于根据所述数字热端热电势信号得到热端热电势，根据所述热端热电势得到所述热电偶的热端温度。


2.根据权利要求1所述的温度检测电路，其特征在于，所述调理模块包括：差分低通滤波器和共模滤波器。


3.根据权利要求1所述的温度检测电路，其特征在于，所述模数转换器的偏移误差小于1微伏。


4.根据权利要求3所述的温度检测电路，其特征在于，所述模数转换器为分辨率大于预设的分辨率阈值、噪声低于预设的第一噪声阈值、共模抑制比高于预设的共模抑制比阈值、带差分输入通道和可编程增益的模数转换器。


5.根据权利要求3所述的温度检测电路，其特征在于，所述模数转换器外接基准电压源，所述基准电压源的温度漂移低于预设的温度漂移阈值，精度高于预设的第二精度阈值，噪声低于预设的第二噪声阈值。


6.根据权利要求1所述的温度检测电路，其特征在于，所述控制器具体用于：
存储对热电势-温度曲线进行拟合后得到的一元高次方程，所述一元高次方程的阶数大于5阶；
根据所述热端...

【专利技术属性】
技术研发人员：冯雪，傅棋琪，
申请(专利权)人：浙江清华柔性电子技术研究院，清华大学，
类型：发明
国别省市：浙江;33