一种温度测量与校准电路及无源射频识别标签以及温度测量方法技术

本发明专利技术涉及射频识别领域，尤其涉及一种温度测量与校准电路及无源射频识别标签，同时本发明专利技术还涉及应用该标签进行温度测量的方法。标签的温度测量与校准电路生成不随温度变化的上限参考电压值和下限参考电压值，将其校准至统一的上限电压值和下限电压值，且消除各标签受电源电压波动和工艺偏差影响而导致的参考基准电压不相同的问题；同时，标签的温度测量电压生成电路在统一的校准温度条件下生成一个校准电压值，经过对该校准电压值平移校准后，使待测标签的校准电压值相等，从而保证了不同的标签所测得的温度值的一致性，可将其广泛应用于环境温度检测、动物温度检测，冷链温度检测等各种领域，具有测量精度高的优点。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及射频识别领域，尤其涉及ー种温度測量与校准电路及无源射频识别标签，同时本专利技术还涉及应用无源射频识别标签进行温度测量的方法。
技术介绍
射频识别(Radio Frequency Identification,RFID)是一种非接触式的自动识别技术，具有低功耗的数据传输功能，可以应用于物流管理、身份识别、交通运输、食品医疗、动物管理等多种领域。RFID标签系统主要分为无源RFID标签和有源RFID标签。有源标签，即有电源供电的RFID标签；无源标签系统，即没有电源供电的RFID标签。无源RFID标签工作时，其工作电路需要的能量由电磁场能量转换而来。无源标签系统具有低成本，集成度高，封装形式灵活，寿命长等，尤其适用于仓库管理、食品医疗、动物管理等领域。 温度传感器在エ业控制、医疗和测量领域得到了广泛的应用。在集成电子系统中，温度传感器一般有两种存在形式ー种形式是温度传感器是独立于集成电路的，即具有独立于集成电子系统的温度传感器芯片，比如集成电子系统通过外置的热敏电阻器件来測量温度。在集成电子系统中，这种分立的温度传感器芯片具有成本高，封装体积大等特点，如此，则限制了该种温度传感器的应用领域，例如，在仓库管理、食品医疗、动物管理等领域不能很好地进行温度測量。另ー种形式则是将具有温度測量功能的芯片内置于集成电子系统中。目前，芯片内置的温度測量技术在集成电子系统广泛存在。该技术在有电源供电的情况下，通过获取半导体芯片PN结的电压差而产生带隙基准电压的方式取得与绝对温度成正比的物理量，比如电流。若将具有温度測量功能的芯片内置于无源RFID标签中，则可以获得具有温度测量功能的无源RFID标签。无源RFID标签实现温度采集测量之后，得到代表温度的物理量。由于该物理量通常是模拟信号，因此无源RFID标签通常还对该物理量进行模数转换，即将其转换为具有某一精度的数字代码。例如，无源RFID标签将代表一摄氏度的温度变化的模拟量转换为10位ニ进制数字代码，每一位数字代码所代表的温度变化即小于O. 001摄氏度。具体地，无源RFID标签在进行温度测量时，首先需要从周围的电磁场中吸收能量，该能量具体体现为感应线圈上的交流电流；其次通过模拟前端接收电路将吸收的能量进行转换，即交流电流到直流电流的转换，得到供给整个无源RFID标签工作的直流电源电压。无源RFID标签在进行温度测量时，一方面由于无源RFID标签各个模块对电源电压的交流扰动的抑制能力有限，使得各个模块的节点电压都会不同程度地受到扰动电源电压的调制，这种噪音性质的调制扰动会阻碍无源RFID标签温度测量的精度。另ー方面，半导体芯片厂商在制造无源RFID标签时，由于制造出来的RFID标签受エ艺的影响，因此导致其制造电路性能也会存在不同程度的波动起伏。该波动起伏直接导致了同一半导体芯片制造エ艺制造出来的不同RFID标签在转换代表温度的物理量时产生较大范围的误差和不一致性，即在采用不同RFID标签测量同一温度时，会得到不同的数字代码，即采用不同RFID标签测量同一温度时，会得到不同的温度值，如此则不能保证无源RFID标签温度测量的一致性。这对于批量产品来说是致命的弱点，直接影响着该产品最終能否走向市场并为用户所接受。
技术实现思路
本专利技术实施例所要解决的技术问题在于，提供ー种温度測量与校准电路及无源射频识别标签，以及应用该标签进行温度测量的方法，可解决因无源射频识别标签的电源电压波动或受制造エ艺偏差而引起的无源射频识别标签进行温度测量时温度一致性无法保证的问题。本专利技术为实现上述目的，所采用的技术方案是ー种温度測量与校准电路，所述该电路包括參考基准电压生成电路，其输入输出端连接至外部检测装置，其输出端分别连接 第一放大电路和第二放大电路，用于生成不随温度与エ艺參数变化的第一带隙基准电压信号，即上限參考电压值至第一放大电路，和第二带隙基准电压信号，即下限參考电压值至第ニ放大电路；温度測量电压生成电路，其输出端连接至外部检测装置及电压平移调节电路，用于生成随温度呈线性变化的电压值； 电压平移调节电路，其输入端连接至外部检测装置及温度測量电压生成电路，用于在接收到外部检测装置输入的电压平移调节指示信号后，平移所述温度測量电压值至放大电路；三个放大电路，其中第一放大电路和第二放大电路均接成单位增益的缓冲器形式，用于分别调整所述上限參考电压值和下限參考电压值并输出至模数转换电路，第三放大电路接成放大增益倍数可调的形式，用于放大温度測量电压值，将该电压值调整到上限參考电压值和下限參考电压值之间并输出至模数转换电路；模数转换电路，用于将所述上限參考电压值和下限參考电压值转换成数字信号，并将所述介于上限參考电压值和下限參考电压值之间的温度測量电压值转换成数字信号，这个数字信号即代表温度量。本专利技术实施例的另一目的在于提供一种采用上述温度測量与校准电路的无源射频识别标签。本专利技术实施例的再一目的在于提供应用上述无源射频识别标签进行温度测量的方法，该方法包括測量前的校准及温度测量两部分，所述测量前的校准包括如下步骤a、參考基准电压信号生成与校准标签的參考基准电压生成电路生成不随温度变化的上限參考电压值与下限參考电压值，所述上限參考电压值与下限參考电压值经过校准后，使所有待测标签上限參考电压值校准至统ー的上限电压值，下限參考电压值也校准至统ー的下限电压值，且所述上限參考电压值与下限參考电压值具有不随温度和エ艺參数变化的特性；b、上限參考电压值与下限參考电压值数字信号生成所述上限參考电压值经第一放大电路输出至模数转换电路生成代表最大值的数字信号，下限參考电压值经第二放大电路输出至模数转换电路生成代表最小值的数字信号;C、校准温度电压值生成与校准标签的温度测量电压生成电路在统ー的校准温度条件下生成ー个校准电压值，电压平移调节电路接受外部检测装置控制信号对所有标签的校准电压值进行平移校准，使各标签在该统ー的校准温度条件下所生成的电压值相同；所述温度測量包括如下步骤d、温度測量电压值生成与放大标签的温度測量电压生成电路检测待测物品温度，生成电压值，该电压值经过放 大电路放大使其介于上限參考电压值与下限參考电压值之间，并输入至模数转换电路；e、温度值提取模数转换电路将该电压值转换为数字信号，根据该数字信号即可得出该待测物品的温度值。本专利技术优势在于射频识别标签的參考基准电压生成电路生成两路不随温度变化的參考基准电压信号，即上限參考电压值和下限參考电压值，经过校准处理后，使所有待测标签上限參考电压值校准至统ー的上限电压值，下限參考电压值也校准至统ー的下限电压值，用于消除各标签受各种非理想因素的波动和エ艺偏差影响而导致生成的參考基准电压不相同的问题；同时，所有标签的温度測量电压生成电路在统ー的校准温度条件下生成一个校准电压值，经过对该校准电压值平移校准后，使所有待测标签的校准电压值相等，从而保证了不同的标签受各种非理想因素的波动和不同的エ艺偏差的影响下所测得的温度值的一致性。进ー步的，通过将实际测量时所生成的温度测量电压值进行放大，使其介于所述上限參考电压值和下限參考电压值之间并进行模数转换，通过对得到的数字信号进行等分取值，即可获得该电压值所对应的准确温度值，保证了温度测量的精确性，可将其广泛应用于环境温本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种温度测量与校准电路，其特征在于，所述该电路包括：参考基准电压生成电路，其输入输出端连接至外部检测装置，其输出端分别连接第一放大电路和第二放大电路，用于生成不随温度与工艺参数变化的第一带隙基准电压信号，即上限参考电压值至第一放大电路，和第二带隙基准电压信号，即下限参考电压值至第二放大电路；温度测量电压生成电路，其输出端连接至外部检测装置及电压平移调节电路，用于生成随温度呈线性变化的电压值；电压平移调节电路，其输入端连接至外部检测装置及温度测量电压生成电路，用于在接收到外部检测装置输入的电压平移调节指示信号后，平移所述温度测量电压值至放大电路；三个放大电路，其中第一放大电路和第二放大电路均接成单位增益的缓冲器形式，用于分别调整所述上限参考电压值和下限参考电压值并输出至模数转换电路，第三放大电路接成放大增益倍数可调的形式，用于放大温度测量电压值，将该电压值调整到上限参考电压值和下限参考电压值之间并输出至模数转换电路；模数转换电路，用于将所述上限参考电压值和下限参考电压值转换成数字信号，并将所述介于上限参考电压值和下限参考电压值之间的温度测量电压值转换成数字信号，这个数字信号即代表温度量。

【技术特征摘要】
1.一种温度测量与校准电路，其特征在于，所述该电路包括 参考基准电压生成电路，其输入输出端连接至外部检测装置，其输出端分别连接第一放大电路和第二放大电路，用于生成不随温度与工艺参数变化的第一带隙基准电压信号，即上限参考电压值至第一放大电路，和第二带隙基准电压信号，即下限参考电压值至第二放大电路； 温度测量电压生成电路，其输出端连接至外部检测装置及电压平移调节电路，用于生成随温度呈线性变化的电压值； 电压平移调节电路，其输入端连接至外部检测装置及温度测量电压生成电路，用于在接收到外部检测装置输入的电压平移调节指示信号后，平移所述温度测量电压值至放大电路； 三个放大电路，其中第一放大电路和第二放大电路均接成单位增益的缓冲器形式，用于分别调整所述上限参考电压值和下限参考电压值并输出至模数转换电路，第三放大电路接成放大增益倍数可调的形式，用于放大温度测量电压值，将该电压值调整到上限参考电压值和下限参考电压值之间并输出至模数转换电路； 模数转换电路，用于将所述上限参考电压值和下限参考电压值转换成数字信号，并将所述介于上限参考电压值和下限参考电压值之间的温度测量电压值转换成数字信号，这个数字信号即代表温度量。2.根据权利要求I所述的温度测量与校准电路，其特征在于，所述该温度测量与校准电路还包括连接于电源与地线之间的稳压滤波电路。3.根据权利要求I所述的温度测量与校准电路，其特征在于，所述参考基准电压生成电路包括并联连接的第一 P型MOS管，第二 P型MOS管及第三P型MOS管， 所述第一 P型MOS管，第二 P型MOS管及第三P型MOS管源极分别耦接至电源作为电流源，栅极分别耦接至第一放大器输出端，所述第一 P型MOS管漏极耦接至第一放大器负输入端及第一 PNP三极管的发射极，第一 PNP三极管的基极与其集电极耦接并接地，第一电阻一端接入第一放大器负输入端，其另一端接地； 所述第二 P型MOS管漏极耦接至第一放大器正输入端，并通过第三电阻耦接至第二 PNP三极管的发射极，第二 PNP三极管的基极与其集电极耦接并接地，第二电阻一端接入第一放大器正输入端，其另一端接地； 所述第三P型MOS管漏极通过第一调节电阻及第二调节电阻接地。4.根据权利要求I所述的温度测量与校准电路，其特征在于，所述温度测量电压生成电路包括与温度系数成正比的电流源及与其串接并接地的第六电阻，用于生成随温度变化的电压值信号并输出至电压平移调节电路。5.根据权利要求I所述的温度测量与校准电路，其特征在于，所述电压平移调节电路包括并联连接的第四N型MOS管、第五N型MOS管及第六N型MOS管， 所述第四N型MOS管、第五N型MOS管及第六N型MOS管作为源极跟随...

【专利技术属性】
技术研发人员：吴边，王兴意，周伶俐，韩富强，漆射虎，
申请(专利权)人：卓捷创芯科技深圳有限公司，
类型：发明
国别省市：