CN111623898A - Ntc热敏电阻温度与电阻检测方法以及温度传感器检测方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了NTC热敏电阻温度与电阻检测方法以及温度传感器检测方法，以数据分析与曲线拟合为基础，将阻值‑温度表整个温度与阻值范围按照不同区段的曲线特性，选择合适且高效的曲线拟合运算，得出区间内的特性曲线函数，在该函数中代入电阻值，可获得相应的温度值，所述不同区段的特性曲线函数如下：低阻区间段，func1(R)＝p1*R^3+p2*R^2+p3*R+p4；中阻区间段，func2(R)＝p1*R^5+p2*R^4+p3*R^3+p4*R^2+p5*R+p6；高阻区间段，func3(R)＝p1*R^4+p2*R^3+p3*R^2+p4*R+p5；p1、p2、p3、p4、p5、p6为常数项。本发明所述温度检测方法，以数据分析与曲线拟合为基础，分段拟合出各个特性区间内的特性曲线，简单便捷，可高效的计算出区间内任何阻值对应的温度数值；相对于查表法，省去了繁琐的查表与估值过程。

Description

NTC热敏电阻温度与电阻检测方法以及温度传感器检测方法

技术领域

本发明涉及热泵技术领域，具体涉及NTC热敏电阻温度与电阻检测方法以及温度传感器检测方法。

背景技术

传统NTC温度传感器采用阻值查找对应温度查表方法，该方法存在查找出的温度结果精度差，查表效率低等问题，导致获取数据不准，控制***资源耗费大等后果。

为了解决这个问题，特此提出本发明。

发明内容

本发明的目的在于提供NTC热敏电阻温度与电阻检测方法，通过电阻获得温度值。

本发明的目的可以通过以下技术方案实现：

NTC热敏电阻温度与电阻检测方法，以数据分析与曲线拟合为基础，将阻值-温度表整个温度与阻值范围按照不同区段的曲线特性，选择合适且高效的曲线拟合运算，得出区间内的特性曲线函数，在该函数中代入电阻值，可获得相应的温度值，所述不同区段的特性曲线函数如下：低阻区间段时，func1(R)＝p1*R^3+p2*R^2+p3*R+p4；

中阻区间段时，func2(R)＝p1*R^5+p2*R^4+p3*R^3+p4*R^2+p5*R+p6；

高阻区间段时，func3(R)＝p1*R^4+p2*R^3+p3*R^2+p4*R+p5；

利用软件拟合出函数中的常数项p1、p2、p3、p4、p5、p6。

进一步的，所述低阻区间段是指0<＝R<10KΩ。

进一步的，所述中阻区间段是指10KΩ<＝R<70KΩ。

进一步的，所述高阻区间段是指R>＝70KΩ。

本发明的目的在于提供一种温度传感器检测方法，包括NTC热敏电阻。

本发明的目的可以通过以下技术方案实现：

一种温度传感器检测方法，所述传感器包含NTC热敏电阻，所述检测方法包括如下步骤：

S1:温度传感器检测温度，将温度转化为电阻；

S2:控制器检测到温度传感器阻值后，判读阻值处于哪个区间；

S3:调取温度函数表达式，计算出温度。

进一步的，通过计算出的温度，执行逻辑控制。

本发明的有益效果：

包含NTC热敏电阻的温度传感器检测方法，以数据分析与曲线拟合为基础，分段拟合出各个特性区间内的特性曲线，计算简单便捷，可高效的计算出区间内任何一个阻值对应的温度数值，相对于传统的查表法，在运算方面省去了繁琐的查表与估值过程，在获取的温度结果方面，温度分辨率与数值准确性大大提高，在保证高精度温度检测的同时大大降低了微控单元的资源消耗，避免了繁琐的查表，简化程序的同时提高了程序的稳定性。

附图说明

下面结合附图对本发明作进一步的说明。

图1是本发明电阻-温度曲线。

图2是本发明阻区间与函数表达式流程图。

图3是本发明温度传感器检测方法流程图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。

NTC传感器是一种热敏电阻，检测温度的原理是电阻随着温度的上升而迅速下降。

参照下面表1，为NTC热敏电阻的阻温特性表：

参照表1得出电阻-温度曲线，参照图1，NTC热敏电阻温度与电阻检测方法中温度获取方法以数据分析与曲线拟合为基础，将阻值-温度表整个温度与阻值范围按照不同区段的曲线特性，选择合适且高效的曲线拟合运算，得出该区间内的特性曲线函数系数值，在该函数中代入电阻值，即可获得相应的高精度温度值。

在根据阻值-温度特性曲线分段时，遵循的分段原则包括曲线类型，曲线曲度，按照曲线逼近的函数模型进行分段，并根据每段曲线的特点，选择不同阶数的多项式拟合方法，通过数学分析方法，结合数学运算工具，得出相关函数多项式系数值，获得阻值与温度间的函数关系表达式，实现准确高效地获取温度数值。并仿真分析其拟合曲线与实际曲线间的相关性系数、和方差以及均方根差，分析其拟合曲线的合理性与准确性。

根据不同温度区间其阻值的变化特性，将整个温度-阻区间分为三个小区间，在高温期间阻值变化大，温度-阻值变化曲线陡，在低温期间阻值变化小，温度-阻值变化曲线平缓，将中间温度区间作为高温区间与低温区间的过渡。

在实际应用需求中，使用数模转换电压换算电阻值，并通过电阻值获取测量温度的方式，在此数学分析中，令电阻为自变量，温度为因变量。

高温区间曲线的拟合，根据其温度-阻值变化率高的特点，使用3阶的多项式以降低其运算开销。将该区段阻值-温度表数据导入数学分析工具中，电阻为自变量，温度为因变量，选择曲线分析拟合工具，设置拟合方法为多项式拟合，拟合阶数为3阶，获得该数据的拟合系数p1、p2、p3、p4，即可得出该阻值-温度间的函数表达式:

func1(x)＝p1*x^3+p2*x^2+p3*x+p4；

低阻高温区，电阻0<＝R<10KΩ，拟合系数：

Linear model Poly3:

f(x)＝p1*x^3+p2*x^2+p3*x+p4

Coefficients(with 95％ confidence bounds):

p1＝-1.937e-07(-2.231e-07,-1.643e-07)

p2＝0.0003454(0.0003072,0.0003836)

p3＝-0.2254(-0.2394,-0.2113)

p4＝29.27(27.91,30.62)；

低温区间曲线的拟合，根据其温度-阻值变化率低的特点，使用5阶的多项式以提高其获取精度。将该区段阻值-温度表数据导入数学分析工具中，电阻为自变量，温度为因变量，选择曲线分析拟合工具，设置拟合方法为多项式拟合，拟合阶数为5阶，获得该数据的拟合系数p1、p2、p3、p4、p5、p6，即可得出该阻值-温度间的函数表达式:

func3(x)＝p1*x^5+p2*x^4+p3*x^3+p4*x^2+p5*x+p6；

高阻低温区，电阻R>＝70KΩ，拟合系数：

Linear model Poly5:

f(x)＝p1*x^5+p2*x^4+p3*x^3+p4*x^2+p5*x+p6

Coefficients(with 95％ confidence bounds):

p1＝-0.009137(-0.0104,-0.007869)

p2＝0.2802(0.2472,0.3131)

p3＝-3.343(-3.657,-3.028)

p4＝19.93(18.58,21.28)

p5＝-66.64(-69.16,-64.11)

p6＝193.2(191.6,194.8)；

中温区间去曲线的拟合，其温度-阻值变化率处于高温与低温区间，使用4阶的多项式以确保其精度与运算开销合理。将该区段阻值-温度表数据导入数学分析工具中，令电阻为自变量，温度为因变量，选择曲线分析拟合工具，设置拟合方法为多项式拟合，获得该数据的拟合系数p1、p2、p3、p4、p5，即可得出该阻值-温度间的函数表达式:

func2(x)＝p1*x^4+p2*x^3+p3*x^2+p4*x+p5；

中阻中温区，电阻10KΩ<＝R<70KΩ，拟合系数：

Linear model Poly4:

f(x)＝p1*x^4+p2*x^3+p3*x^2+p4*x+p5

Coefficients(with 95％ confidence bounds):

p1＝7.26e-06(6.355e-06,8.166e-06)

p2＝-0.001407(-0.001546,-0.001269)

p3＝0.1053(0.098,0.1126)

p4＝-4.093(-4.248,-3.938)

p5＝97.02(95.93,98.11)

参照图2，根据阻区间与上述获取的三个函数表达式，即完成量化整个区间的函数表达式，只需代入电阻值即可获得其对应的温度值，流程如下：

func1(R)＝p1*R^3+p2*R^2+p3*R+p4，0<＝R<10KΩ；

func2(R)＝p1*R^5+p2*R^4+p3*R^3+p4*R^2+p5*R+p6，10KΩ<＝R<70KΩ；

func3(R)＝p1*R^4+p2*R^3+p3*R^2+p4*R+p5，电阻R>＝70KΩ。

参照图3，一种温度传感器检测方法，所述传感器包含NTC热敏电阻，所述检测方法包括如下步骤：

S1:温度传感器检测温度，将温度转化为电阻；

S2:控制器检测到温度传感器阻值后，判读阻值处于哪个区间；

S3:调取温度函数表达式，计算出温度。

进一步的，通过计算出的温度，执行逻辑控制。

所述温度检测方法，以数据分析与曲线拟合为基础，分段拟合出各个特性区间内的特性曲线，计算简单便捷，可高效的计算出区间内任何一个阻值对应的温度数值。相对于传统的查表法，在运算方面省去了繁琐的查表与估值过程，在获取的温度结果方面，温度分辨率与数值准确性大大提高；所述检测方法，在保证高精度温度检测的同时大大降低了微控单元的资源消耗，避免了繁琐的查表，简化程序的同时提高了程序的稳定性。

以上显示和描述了本发明的基本原理和主要特征和本发明的优点，对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。

此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。

Claims (6)

1.NTC热敏电阻温度与电阻检测方法，其特征在于，以数据分析与曲线拟合为基础，将阻值-温度表整个温度与阻值范围按照不同区段的曲线特性，选择合适且高效的曲线拟合运算，得出区间内的特性曲线函数，在该函数中代入电阻值，可获得相应的温度值，所述不同区段的特性曲线函数如下：低阻区间段，func1(R)＝p1*R^3+p2*R^2+p3*R+p4；

中阻区间段，func2(R)＝p1*R^5+p2*R^4+p3*R^3+p4*R^2+p5*R+p6；

高阻区间段，func3(R)＝p1*R^4+p2*R^3+p3*R^2+p4*R+p5；

利用软件拟合出函数中的常数项p1、p2、p3、p4、p5、p6。

2.根据权利要求1所述NTC热敏电阻温度与电阻检测方法，其特征在于，所述低阻区间段是指0<＝R<10KΩ。

3.根据权利要求2所述NTC热敏电阻温度与电阻检测方法，其特征在于，所述中阻区间段是指10KΩ<＝R<70KΩ。

4.根据权利要求3所述NTC热敏电阻温度与电阻检测方法，其特征在于，所述高阻区间段是指R>＝70KΩ。

5.一种温度传感器检测方法，其特征在于，所述传感器包含NTC热敏电阻，

所述检测方法包括如下步骤：

S1:温度传感器检测温度，将温度转化为电阻；

S2:控制器检测到温度传感器阻值后，判读阻值处于哪个区间；

S3:调取温度函数表达式，计算出温度。

6.根据权利要求5所述温度传感器检测方法，其特征在于，

通过计算出的温度，执行逻辑控制。

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