用于确定周围温度的系统技术方案

本发明专利技术提供了用于根据在外壳(14)内被确定的温度指示外壳(14)的周围温度(Ta)的装置。温度可以从处于外壳(14)内的两个或者更多位置中的每一个的两个或者更多传感器(12、13、18)得到。外壳(14)可以在内部包括诸如电子器件的装置(27)，所述装置的功率消耗可以被确定。包括在外壳(14)内的两个位置上的、处于各个电子器件功率消耗水平下的温度(T1、T2)的数据可以被输入2D曲线图中。2D曲线图的近似可以通过要被求解以得到周围温度(Ta)的近似方程来实现。2D曲线图的数据加上外壳(14)中第三位置的温度(T3)以及气流水平可以被输入3D曲线图中。3D曲线图的近似可以通过要被求解以得到周围温度(Ta)的近似方程来实现。

【技术实现步骤摘要】
用于确定周围温度的系统本申请是申请日为2010年8月3日，申请号为200880126355.8的名称为“用于确定周围温度的系统”的专利技术专利申请的分案申请。
技术介绍
本专利技术涉及温度感测并且具体涉及间接的温度测定。
技术实现思路
本专利技术是用于指示在包含器件的外壳附近的周围温度的装置，该指示根据外壳内被确定的温度。附图说明图1是具有可能消耗功率的设备并且具有用于从外壳中的两个位置提供温度的温度传感器的外壳的示图；图2是与来自外壳中的传感器的数据拟合的直线的示图，该直线被绘制在两坐标的坐标图上，用于根据拟合的方程确定周围温度；图3a是外壳中的第一近处(vicinity)的温度与功率的关系曲线的坐标图；图3b是外壳中的第二近处的温度与功率的关系曲线的坐标图；图3c是这样的坐标图，其源自将图3a和3b的坐标图合并成外壳的第一近处的第一温度与第二近处的温度的关系曲线之一；图4是设备的外壳的示图，外壳具有用于从外壳中的三个位置提供温度的传感器；图4a是处理器的示图，该处理器具有有关外壳的、来自各个传感器的输入；图5是对于外壳内的设备中的各种气流以及功率消耗水平，来自外壳中的三个位置的传感器的数据的表；图6是具有图5的数据的曲线图的三坐标的坐标图，该曲线图与方程平面拟合；图7是冷温度(cooltemperature)与热温度(warmtemperature)的关系曲线的二坐标的坐标图；以及图8是具有另一组数据的曲线图的三坐标的坐标图，该曲线图与方程平面拟合。具体说明在恒温器应用中需要准确的周围温度感测。从电子器件或者设备的外壳内使用热敏电阻、半导体温度传感器、热电偶或者任何其它形式的温度传感器感测温度可能产生比围绕(surrounding)设备或者器件的外壳的周围空气温度更高的温度。在本文中所使用的术语“周围”是指在外壳附近(proximateto)、外部以及围绕外壳的体积(volume)。周围温度与被感测的温度之间的差可能变化并且受下列因素影响：需要用于为器件供电的电能的量、通风、温度传感器离器件的热部件多远或者多近、围绕外壳和/或器件的气流、器件材料及它们的热传导性等。如果在外壳内部所产生的热量低并且恒定，则恒定的温度补偿可能是足够的。但是当在壳体或者外壳内部所产生的热量高并且可变，则计算周围温度可能变得非常有挑战性。本专利技术可以被用于允许器件或者处理器通过感测外壳内两个或者更多不同的温度点来计算周围温度。被用于计算周围温度的算法可以独立于器件的功率消耗。两个或者更多温度传感器可以被放置在器件的外壳内的不同位置。理论上，在给定负载下具有处于稳定状态的不同温度的任意两个位置都应当可行。在实践中，一个温度传感器“Thot”可以靠近发热的部件被放置。另一温度传感器“Tcool”可以被放置在所述器件内的最冷的位置附近。在非常稳定的周围条件下，可以在不同的设备或者器件功率负载条件下对温度进行采样。被采样的温度可以被用于依据功率来产生方程(经由曲线拟合)。该方程可以被看作二维以及三维关系(relationship)的近似，所述关系可以是坐标图、曲线图、表达式(representation)和/或诸如此类。方程可以包括以下方程。Tcool=Tambient+f(x)>Tcool=被确定的冷温度。x=在所述器件中被耗散的功率。f(x)=对于冷温度传感器，热量相对于功率的上升。Thot=Tambient+f(x)>Thot=被确定的热温度。x=在器件中被耗散的功率。f(x)=对于热温度传感器，热量相对于功率的上升。根据两个方程的方程组，x和Tambient是未知的。一旦这些方程被求解，Tambient=f(Tcool,Thot)。并且由于Tcool和Thot是被确定的值，周围温度可以根据它们被计算。f(x)可以被近似(即拟合)成线性函数，但是其也可以是非线性的以得到提高的精度；然而，在后一种情况下实现f(x)将更加复杂。本方法不建议下列方式：经由一个传感器(诸如热敏电阻)感测周围温度，接着经由另一个传感器感测热温度并且计算误差来补偿被感测的周围温度。周围温度可以根据器件或者设备的外壳内的两个不同温度来计算，并且因此周围温度变为两个温度的函数或者在不止两个传感器被使用的情况下变为额外的温度的函数，其中额外的温度和最初的两个温度一起被平均成外壳内的两个或者三个温度。本方法不需要用于特殊情况的特殊算法；即使在器件内没有热量产生其也可以很好地起作用。被寻找的温度不一定是随时间变化的；周围温度可以是不同温度的函数并且实际上即刻被计算。本系统可以借助某些设备的外壳中的两个传感器集合中的两个或者更多温度传感器，使用二维(2D)模型来确定周围温度，或者借助外壳中的三个传感器集合中的三个或者多个温度传感器，使用三维(3D)模型来确定周围温度。每个集合可以提供集合中的传感器的平均温度。3D模型也可以被用于容易地检测气流。设备可以是传感器被放置在其中的外壳内的一件电子器件，其因为用电而产生热量。尽管装置可以被去激活，但是在设备的外壳内部检测温度的传感器本身可以指示周围温度。用于根据内部的外壳传感器确定周围温度的方程可以具有下列方程的形式，Ta=(T1-aT2-b)/(1-a)，其中Ta是周围温度，在包含设备27的外壳14中T1可以表示较热的温度并且T2可以表示较冷的温度。如图1所示，分别用于T1和T2的传感器12和13可以位于外壳14的两个不同的地方。数据可以被提取并且被绘制在如图2所示的二维坐标图上。与温度数据的曲线图拟合的直线的方程的典型形式可以是y=ax+b。根据该坐标图，常数“a”可以是斜率并且常数“b”可以是直线l1与0坐标的偏移。“常数”命名“a”、“b”等等可以大写或者小写。该坐标图可以示出各个周围温度T1与T2的关系曲线。替代地可以有表示T1的两个或者更多传感器位于一近处，并且表示T2的两个或者更多传感器位于另一近处，而不是分别表示T1和T2的单个传感器。两个或者更多传感器的输出平均值可以被取得以得到T1并且其它两个或者更多传感器的平均值可以被取得以得到T2。额外的第三传感器或者第三传感器集合可以被用于与一个或者更多传感器平均以用于得到T3以及用于确定气流方向和/或幅度。为了示意的目的，只有两个传感器12和13可以被用在外壳14中。当外壳14中的设备或者器件27被激励时，可能得到T1>T2>Ta。T1可以被看做Thot并且T2可以被看做Tcold。使用方程，Ta=(T1-aT2-b)/(1-a)，在将值提供给常数的情况下，周围温度Ta可以被确定。常数的值可以用来自在所述外壳14有可能要经受的条件下的经验测试、仿真或者计算的数据来确定。数据可以从温度传感器取得并且分别被绘制在图3a和3b中的坐标图15和16以得到T1与功率的关系曲线以及T2与功率的关系曲线。数据可以在外壳14中的设备27的不同功率水平处取得。周围温度可以保持恒定。曲线图可以与直线拟合。坐标图15和16可以被合并成图3c中的坐标图17。坐标图15和16的共有的功率测定或者测量可以略去，从而在坐标图17中产生T1与T2的关系曲线。坐标图17中的实线的斜率值可以被确定并且被用于取代“a”而来自坐标图17的偏移可以被确定、测量或者计算并且被用于取代“b”本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种恒温器，其起作用来维持围绕外壳的温度，该恒温器包括：外壳；该外壳内的一个或多个热生成部件，其中在该恒温器的操作期间，该一个或多个热生成部件使该外壳内的第一位置比该外壳内的第二位置热；第一温度传感器，用于对该第一位置中的温度进行采样；第二温度传感器，用于对该第二位置中的温度进行采样；处理器，连接到该第一温度传感器和该第二温度传感器，周围温度可以是该处理器至少部分地根据由该第一温度传感器所感测的第一位置中的温度和由该第二温度传感器所感测的第二位置中的温度来计算的函数；以及该恒温器为应用而使用该外壳外部的周围温度。

【技术特征摘要】
2007.12.04 US 11/9503941.一种恒温器，其起作用来维持围绕外壳的温度，该恒温器包括：外壳；该外壳内的一个或多个发热部件，其中该一个或多个发热部件使该外壳内的第一位置比该外壳内的第二位置热；第一温度传感器，用于对该第一位置中的温度进行采样；第二温度传感器，用于对该第二位置中的温度进行采样；处理器，连接到该第一温度传感器和该第二温度传感器，周围温度是该处理器根据由该第一温度传感器所感测的第一位置中的温度和由该第二温度传感器所感测的第二位置中的温度来计算的函数；以及该恒温器为应用而使用该外壳外部的周围温度,其中通过在所述外壳内的可能消耗功率的设备的不同功率水平下同时采样来确定所述第一位置中的温度和所述第二位置中的温度，并且被采样的温度被用于依据功率来产生方程，所述方程能被看作二维关系的近似。2.根据权利要求1所述的恒温器，其中该恒温器由电能供电。3.根据权利要求1所述的恒温器，其中该处理器基于该外壳外部的周围温度、由该第一温度传感器所采样的第一位置中的温度和由该第二温度传感器所采样的第二位置中的温度之间的函数来确定该外壳外部的周围温度。4.根据权利要求3所述的恒温器，其中该函数是线性的。5.根据权利要求3所述的恒温器，其中该函数是非线性的。6.根据权利要求1所述的恒温器，其中在该外壳中的可能消耗功率的设备的不同功率水平下从温度传感器取得数据，其中该周围温度被保持恒定以确定用于确定该恒温器的周围温度的方程的常数的值。7.根据权利要求6所述的恒温器，其中该处理器基于来自温度传感器数据的方程来确定该外壳外部的周围温度，该方程使来自该第一温度传感器的第一位置中的温度数据和来自该第二温度传感器的第二位置中的温度数据相联系。8.根据权利要求7所述的恒温器，其中：该常数包括第一常数和第二常数；以及该方程为周围温度等于第一温度减去第一常数倍的第二温度并减去第二常数，所有这些被一减去该第一常数所除。9.根据权利要求1所述的恒温器，进一步包括：第三温度传感器，用于对该外壳内的第三位置中的温度进行采样；该处理器基于该第三位置中的温度来确定关于该外壳的气流方向和/或气流幅度的数据；以及该处理器在确定该外壳外部的周围温度时，使用关于该外壳的气流方向和/或气流幅度的数据。10.一种用于控制可能消耗功率的设备的外壳周围的温度的恒温器，包括：该外壳内的一个或多个发热部件，该一个或多个发热部件使该外壳内的第一位置比该外壳内的第二位置热；第一温度传感器，用于指示该第一位置中的温度；第二温度传感器，用于指示该第二位置中的温度；处理器，用于接收该第一位置中的温度和该第二位置中的温度，以及用于基于该第一位置中的温度和该第二位置中的温度来确定该外壳外部的周围温度；以及该处理器通过使用所接收的第一位置和第二位置中的温度来用算法确定该周围温度，其中通过在所述外壳内的可能消耗功率的设备的不同功率水平下同时采样来确定所述第一位置中的温度和所述第二位置中的温度，并且被采样的温度被用于...

【专利技术属性】
技术研发人员：MA阿尔加巴里，
申请(专利权)人：霍尼韦尔国际公司，
类型：发明
国别省市：