CN112697174B - 一种测量方法及测量电路 - Google Patents
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Abstract
本发明实施例公开了一种测量方法及测量电路。其中，该测量方法包括：向电感式传感器充电；获取电感式传感器在充电过程中由第一预设电压充电至第二预设电压所需的充电时长Δt1；使传感器放电；获取电感式传感器在放电过程中由第三预设电压放电至第四预设电压所需的放电时长Δt2；根据充电时长Δt1和放电时长Δt2，确定电感式传感器的检测量。本发明实施例提供的技术方案可以提高电感式传感器测量的准确性，避免电感式传感器的内阻会随温度变化而变化，导致测量不准的情况发生。
Description
技术领域
本发明涉及测量技术领域，尤其涉及一种测量方法及测量电路。
背景技术
电感式传感器(inductance type transducer)是利用电磁感应把被测的物理量，如位移、压力、流量、振动等，转换成线圈的自感系数和互感系数的变化，再由电路转换为电压或电流的变化量输出，实现非电量到电量的转换。
电感式传感器的内阻会随温度变化而变化，即存在温票的问题，导致测量不准。
发明内容
本发明实施例提供一种测量方法及测量电路，以提高电感式传感器测量的准确性，避免电感式传感器的内阻会随温度变化而变化，导致测量不准的情况发生。
第一方面，本发明实施例提供了一种测量方法，包括：
向电感式传感器充电；
获取电感式传感器在充电过程中由第一预设电压充电至第二预设电压所需的充电时长Δt1；
使电感式传感器放电；
获取电感式传感器在放电过程中由第三预设电压放电至第四预设电压所需的放电时长Δt2；
根据充电时长Δt1和放电时长Δt2，确定电感式传感器的检测量。
进一步地，根据充电时长Δt1和放电时长Δt2，确定电感式传感器的检测量包括：
根据充电时长和放电时长的比值Δt1/Δt2，以及温度与比值Δt1/Δt2的对应关系，确定当前温度；
根据当前温度，确定在当前温度下第一时间量与电感式传感器的检测量的对应关系，其中，第一时间量为充电时长Δt1或放电时长Δt2；
根据第一时间量，以及在当前温度下第一时间量与电感式传感器的检测量的对应关系，确定电感式传感器的检测量。
进一步地，在根据充电时长和放电时长的比值Δt1/Δt2，以及温度与比值Δt1/Δt2的对应关系，确定当前温度之前，还包括：
建立温度与比值Δt1/Δt2的对应关系；
在根据当前温度，确定在当前温度下第一时间量与电感式传感器的检测量的对应关系之前，还包括：
在多种温度中的每种温度下，建立第一时间量与电感式传感器的检测量的对应关系。
进一步地，根据充电时长Δt1和放电时长/Δt2，确定电感式传感器的检测量包括：
根据充电时长和放电时长的比值Δt1/Δt2，确定在当前比值Δt1/Δt2下第一时间量与电感式传感器的检测量的对应关系，其中，第一时间量为充电时长Δt1或放电时长Δt2；
根据第一时间量，以及在当前比值Δt1/Δt2下第一时间量与电感式传感器的检测量的对应关系，确定电感式传感器的检测量。
进一步地，在根据充电时长和放电时长的比值Δt1/Δt2，确定在比值Δt1/Δt2下第一时间量与电感式传感器的检测量的对应关系之前，还包括：
在比值Δt1/Δt2为多种大小不同的值下，建立第一时间量与电感式传感器的检测量的对应关系。
第二方面，本发明实施例还提供了一种测量电路，包括：
电感式传感器；
充放电电路，与电感式传感器电连接，充放电电路用于向电感式传感器充电，以及使电感式传感器放电；
充电时长获取模块，用于获取电感式传感器在充电过程中由第一预设电压充电至第二预设电压所需的充电时长Δt1；
放电时长获取模块，用于获取电感式传感器在放电过程中由第三预设电压放电至第四预设电压所需的放电时长Δt2；
处理模块，用于根据充电时长Δt1和放电时长Δt2，确定电感式传感器的检测量。
进一步地，充放电电路包括：充电电路、放电电路和控制电路，
其中，充电电路与电感式传感器电连接；放电电路与电感式传感器电连接；控制电路与充电电路电连接；
控制电路用于控制充电电路和放电电路的工作状态。
进一步地，充电电路包括第一电源、第一开关和第一电阻，其中，第一电源与第一开关的第一端电连接；第一开关的第二端与第一电阻的第一端电连接；第一开关的控制端与控制电路电连接；第一电阻的第二端与电感式传感器的第一端电连接；电感式传感器的第二端接地；
放电电路包括二极管，二极管的阴极与第一电阻的第一端电连接；二极管的阳极接地；
充电时长获取模块包括第一窗口比较电路，第一窗口比较电路的高压输入端与第二电源电连接；第一窗口比较电路的低压输入端与第三电源电连接；第一窗口比较电路的信号输入端与电感式传感器的第一端电连接，第一窗口比较电路的信号输出端与处理模块电连接；
放电时长获取模块包括反相比例运算电路和第二窗口比较电路，其中，电感式传感器的第一端与反相比例运算电路的输入端电连接；反相比例运算电路的输出端与第二窗口比较电路的信号输入端电连接；第二窗口比较电路的信号输出端与处理模块电连接；第二窗口比较电路的高压输入端与第四电源电连接；第二窗口比较电路的低压输入端与第五电源电连接。
进一步地，任一窗口比较电路包括第一比较电路、第二比较电路和或门，其中，第一比较电路的反相输入端与窗口比较电路的高压输入端电连接；第一比较电路的同相输入端，以及第二比较电路的反相输入端，均与窗口比较电路的信号输入端电连接；第二比较电路的同相输入端与窗口比较电路的低压输入端电连接；第一比较电路的同相输出端与或门的第一输入端电连接；第二比较电路的同相输出端与或门的第二输入端电连接；或门的输出端与窗口比较电路的信号输出端电连接；
反相比例运算电路包括第二电阻、第三电阻、第四电阻和运算放大器，其中，反相比例运算电路的输入端经第二电阻与运算放大器的反相输入端电连接；运算放大器的反相输入端经第三电阻与运算放大器的输出端电连接；运算放大器的同相输出端经第四电阻接地；运算放大器的输出端与反相比例运算电路的输出端电连接。
进一步地，控制电路包括启动电路、第三比较电路、与门、第一D触发器和第二D触发器，其中，启动电路与第一D触发器的时钟信号输入端电连接；第一D触发器的触发端与第一电源电连接；第一D触发器的反相输出端与第一开关的控制端电连接；
第三比较电路的反相输入端与电感式传感器的第一端电连接；第三比较电路的同相输入端与第六电源电连接；第三比较电路的反相输出端与第二D触发器的时钟信号输入端电连接；第二D触发器的触发端与第一电源电连接；第二D触发器的同相输出端与与门的第一输入端电连接；第三比较电路的同相输出端与与门的第二输入端电连接；第一D触发器的复位端，以及第二D触发器的复位端，均与与门的输出端电连接。
本发明实施例的技术方案中通过向电感式传感器充电；获取电感式传感器在充电过程中由第一预设电压充电至第二预设电压所需的充电时长Δt1；使电感式传感器放电；获取电感式传感器在放电过程中由第三预设电压放电至第四预设电压所需的放电时长Δt2；根据充电时长Δt1和放电时长Δt2，确定电感式传感器的检测量，可以使检测量与电感式传感器的内阻无关，从而避免电感式传感器内阻随温度变化导致测量不准的情况发生。
附图说明
图1为本发明实施例提供的一种测量方法的流程图；
图2为本发明实施例提供的一种电感式传感器的充放电电路的结构示意图；
图3为本发明实施例提供的又一种测量方法的流程图；
图4为本发明实施例提供的又一种测量方法的流程图；
图5为本发明实施例提供的又一种测量方法的流程图；
图6为本发明实施例提供的又一种测量方法的流程图；
图7为本发明实施例提供的一种测量电路的结构示意图；
图8为本发明实施例提供的又一种测量电路的结构示意图；
图9为本发明实施例提供的又一种测量电路的结构示意图；
图10为本发明实施例提供的一种各信号端输出的信号波形图。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明作进一步的详细说明。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本发明，而非对本发明的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与本发明相关的部分而非全部结构。
本发明实施例提供一种测量方法。图1为本发明实施例提供的一种测量方法的流程图。该方法可以基于本发明任意实施例提供的测量电路来实现。该测量方法具体包括如下步骤：
步骤110、向电感式传感器充电。
其中，电感式传感器可为将检测量(例如位移、压力、流量、振动等)变化转换成电感值变化的传感器。图2为本发明实施例提供的一种电感式传感器的充放电电路的结构示意图。可将第一开关212闭合，二极管D将关闭，以使第一电源211经第一电阻R1向电感式传感器10充电。示例性的，充电时，电感式传感器的充电电流
其中，VCC为第一电源211的电压，R1为第一电阻R1的阻值，L为电感式传感器10的电感值，RL为电感式传感器10的内阻，时间常数
电感式传感器10中的等效电感L的电压
电感式传感器10中的内阻RL的电压
电感式传感器10两端的电压
进一步地，
步骤120、获取电感式传感器在充电过程中由第一预设电压充电至第二预设电压所需的充电时长Δt1。
其中，可通过电压监测模块和定时模块来获取充电时长Δt1。当电压监测模块监测到电感式传感器两端的电压为第一预设电压V1时，定时模块开始计时；当电压监测模块监测到电感式传感器两端的电压为第二预设电压V2时，定时模块停止计时，定时模块的终止时间即为充电时长Δt1。
示例性的，如图2所示，当t＝t1时，第一预设电压
进一步整理得
当t＝t2时，第二预设电压
进一步整理得
充电时长Δt1＝t2-t1，将
和
相除，整理得
步骤130、使电感式传感器放电。
其中，电感式传感器10充电过程中和放电过程中的时间常数相等，即充电电路和放电电路中与电感式传感器串联的电阻值相等。示例性的，如图2所示，将第一开关212断开，二极管D1将导通，电感式传感器10经第一电阻R1和导通的二极管D1放电，电感式传感器的放电电流
其中，时间常数
电感式传感器两端的电压
步骤140、获取电感式传感器在放电过程中由第三预设电压放电至第四预设电压所需的放电时长Δt2。
其中，可通过电压监测模块和定时模块来获取放电时长Δt2。当电压监测模块监测到电感式传感器两端的电压为第三预设电压V3时，定时模块开始计时；当电压监测模块监测到电感式传感器两端的电压为第四预设电压V4时，定时模块停止计时，定时模块的终止时间即为放电时长Δt2。
示例性的，如图2所示，当t＝t3时，第三预设电压
当t＝t4时，第四预设电压
放电时长Δt2＝t4-t3，将
和
相除，整理得
进一步变换得
将
代入
得
由此可知内阻
根据公式
公式
以及公式
可得
将公式
进行整理得
由此可知，在第一电源的电压VCC、第一预设电压V1、第二预设电压V2、第三预设电压V3、第四预设电压V4和第一电阻R1的阻值R1均为设定值时，
只与内阻RL有关，而内阻RL会随温度变化，故
会随温度变化。相同温度下，随着电感值L的变化，内阻RL和
是不变的。充电时长和放电时长的比值Δt1/Δt2可与温度一一对应。
步骤150、根据充电时长Δt1和放电时长Δt2，确定电感式传感器的检测量。
其中，不同温度下，电感式传感器的内阻不同，充电时长和放电时长的比值Δt1/Δt2不同。在同一温度下，电感式传感器的内阻不变，充电时长和放电时长的比值Δt1/Δt2不变，充电时长Δt1随着电感值L(或检测量)的变化，放电时长Δt2随着电感值L(或检测量)的变化。根据充电时长Δt1和放电时长Δt2，来确定电感式传感器的检测量，可以使检测量与电感式传感器的内阻无关，从而避免电感式传感器内阻随温度变化导致测量不准的情况发生。根据充电时长Δt1和放电时长Δt2，确定电感式传感器的检测量可包括：根据充电时长和放电时长的比值Δt1/Δt2，以及充电时长Δt1或放电时长Δt2，来确定电感式传感器的检测量。
示例性的，可根据公式
确定电感式传感器的电感值，进而根据电感值，以及电感值与电感式传感器的检测量的对应关系，确定电感式传感器的检测量。
本实施例的技术方案中通过向电感式传感器充电；获取电感式传感器在充电过程中由第一预设电压充电至第二预设电压所需的充电时长Δt1；使电感式传感器放电；获取电感式传感器在放电过程中由第三预设电压放电至第四预设电压所需的放电时长Δt2；根据充电时长Δt1和放电时长Δt2，确定电感式传感器的检测量，可以使检测量与电感式传感器的内阻无关，从而避免电感式传感器内阻随温度变化导致测量不准的情况发生。
本发明实施例提供又一种测量方法。图3为本发明实施例提供的又一种测量方法的流程图。在上述实施例的基础上，该测量方法包括：
步骤210、向电感式传感器充电。
步骤220、获取电感式传感器在充电过程中由第一预设电压充电至第二预设电压所需的充电时长Δt1。
步骤230、使电感式传感器放电。
步骤240、获取电感式传感器在放电过程中由第三预设电压放电至第四预设电压所需的放电时长Δt2。
步骤250、根据充电时长和放电时长的比值Δt1/Δt2，以及温度与比值Δt1/Δt2的对应关系，确定当前温度。
其中，在同一温度下，电感式传感器的内阻不变，充电时长和放电时长的比值Δt1/Δt2不变，故可预先通过试验建立温度与比值Δt1/Δt2的对应关系。
示例性的，比值Δt1/Δt2为k1时对应的温度为T1。比值Δt1/Δt2为k2时对应的温度为T2。若比值Δt1/Δt2为k1，则可确定当前温度为T1。若比值Δt1/Δt2为k2，则可确定当前温度为T2。温度与比值Δt1/Δt2的对应关系可相当于温度与比值Δt1/Δt2的数据对应表。
步骤260、根据当前温度，确定在当前温度下第一时间量与电感式传感器的检测量的对应关系，其中，第一时间量为充电时长Δt1或放电时长Δt2。
其中，不同温度下，由于电感式传感器的内阻不同，第一时间量与电感式传感器的检测量的对应关系不同。不同温度下，由于电感式传感器的内阻不同，充电时长Δt1与电感式传感器的检测量的对应关系不同。同一温度下，电感式传感器的内阻不变，充电时长Δt1随电感式传感器的检测量(或电感值)变化。可选的，根据当前温度，确定在当前温度下充电时长Δt1与电感式传感器的检测量的对应关系。不同温度下，由于电感式传感器的内阻不同，放电时长Δt2与电感式传感器的检测量的对应关系不同。同一温度下，电感式传感器的内阻不变，放电时长Δt2随电感式传感器的检测量(或电感值)变化。可选的，根据当前温度，确定在当前温度下放电时长Δt2与电感式传感器的检测量的对应关系。
示例性的，温度为T1时，充电时长Δt1与电感式传感器的检测量的对应关系为f1。温度为T2时，充电时长Δt1与电感式传感器的检测量的对应关系为f2。对应关系f1和对应关系f2可相当于充电时长Δt1与电感式传感器的检测量的数据对应表。温度为T1时，放电时长Δt2与电感式传感器的检测量的对应关系为g1。温度为T2时，放电时长Δt2与电感式传感器的检测量的对应关系为g2。对应关系g1和对应关系g2可相当于放电时长Δt2与电感式传感器的检测量的数据对应表。
步骤270、根据第一时间量，以及在当前温度下第一时间量与电感式传感器的检测量的对应关系，确定电感式传感器的检测量。
其中，可选的，根据充电时长Δt1，以及在当前温度下充电时长Δt1与电感式传感器的检测量的对应关系，确定电感式传感器的检测量。可选的，根据放电时长Δt2，以及在当前温度下放电时长Δt2与电感式传感器的检测量的对应关系，确定电感式传感器的检测量。通过设置温度与比值Δt1/Δt2的对应关系、在不同的温度下第一时间量与电感式传感器的检测量的对应关系，以降低程序运行的复杂程度。
本发明实施例提供又一种测量方法。图4为本发明实施例提供的又一种测量方法的流程图。在上述实施例的基础上，该测量方法包括：
步骤310、建立温度与比值Δt1/Δt2的对应关系。
其中，可通过试验建立温度与比值Δt1/Δt2的对应关系。
步骤320、在多种温度中的每种温度下，建立第一时间量与电感式传感器的检测量的对应关系。
其中，可选的，在多种温度中的每种温度下，建立充电时长Δt1与电感式传感器的检测量的对应关系。可选的，在多种温度中的每种温度下，建立放电时长Δt2与电感式传感器的检测量的对应关系。可通过试验建立第一时间量与电感式传感器的检测量在不同温度下的对应关系。
步骤330、向电感式传感器充电。
步骤340、获取电感式传感器在充电过程中由第一预设电压充电至第二预设电压所需的充电时长Δt1。
步骤350、使电感式传感器放电。
步骤360、获取电感式传感器在放电过程中由第三预设电压放电至第四预设电压所需的放电时长Δt2。
步骤370、根据充电时长和放电时长的比值Δt1/Δt2，以及温度与比值Δt1/Δt2的对应关系，确定当前温度。
步骤380、根据当前温度，确定在当前温度下第一时间量与电感式传感器的检测量的对应关系，其中，第一时间量为充电时长Δt1或放电时长Δt2。
步骤390、根据第一时间量，以及在当前温度下第一时间量与电感式传感器的检测量的对应关系，确定电感式传感器的检测量。
本发明实施例提供又一种测量方法。图5为本发明实施例提供的又一种测量方法的流程图。在上述实施例的基础上，该测量方法包括：
步骤410、向电感式传感器充电。
步骤420、获取电感式传感器在充电过程中由第一预设电压充电至第二预设电压所需的充电时长Δt1。
步骤430、使电感式传感器放电。
步骤440、获取电感式传感器在放电过程中由第三预设电压放电至第四预设电压所需的放电时长Δt2。
步骤450、根据充电时长和放电时长的比值Δt1/Δt2，确定在当前比值Δt1/Δt2下第一时间量与电感式传感器的检测量的对应关系，其中，第一时间量为充电时长Δt1或放电时长Δt2。
其中，在同一温度下，电感式传感器的内阻不变，充电时长和放电时长的比值Δt1/Δt2不变，故可预先通过试验建立第一时间量与电感式传感器的检测量在比值Δt1/Δt2为多种大小不同的值下的对应关系。可选的，根据充电时长和放电时长的比值Δt1/Δt2，确定在当前比值Δt1/Δt2下充电时长Δt1与电感式传感器的检测量的对应关系。可选的，根据充电时长和放电时长的比值Δt1/Δt2，确定在当前比值Δt1/Δt2下放电时长Δt2与电感式传感器的检测量的对应关系。
示例性的，比值Δt1/Δt2为k1时，充电时长Δt1与电感式传感器的检测量的对应关系为f1。比值Δt1/Δt2为k2时，充电时长Δt1与电感式传感器的检测量的对应关系为f2。比值Δt1/Δt2为k1时，放电时长Δt2与电感式传感器的检测量的对应关系g1。比值Δt1/Δt2为k2时，放电时长Δt2与电感式传感器的检测量的对应关系g2。
步骤460、根据第一时间量，以及在当前比值Δt1/Δt2下第一时间量与电感式传感器的检测量的对应关系，确定电感式传感器的检测量。
其中，可选的，根据充电时长Δt1，以及在当前比值Δt1/Δt2下充电时长Δt1与电感式传感器的检测量的对应关系，确定电感式传感器的检测量。可选的，根据放电时长Δt2，以及在当前比值Δt1/Δt2下放电时长Δt2与电感式传感器的检测量的对应关系，确定电感式传感器的检测量。
本发明实施例提供又一种测量方法。图6为本发明实施例提供的又一种测量方法的流程图。在上述实施例的基础上，该测量方法包括：
步骤510、在比值Δt1/Δt2为多种大小不同的值下，建立第一时间量与电感式传感器的检测量的对应关系。
其中，可通过试验建立第一时间量与电感式传感器的检测量在比值Δt1/Δt2为多种大小不同的值下的对应关系。可选的，在比值Δt1/Δt2为多种大小不同的值下，建立充电时长Δt1与电感式传感器的检测量的对应关系。可选的，在比值Δt1/Δt2为多种大小不同的值下，建立放电时长Δt2与电感式传感器的检测量的对应关系。
步骤520、向电感式传感器充电。
步骤530、获取电感式传感器在充电过程中由第一预设电压充电至第二预设电压所需的充电时长Δt1。
步骤540、使电感式传感器放电。
步骤550、获取电感式传感器在放电过程中由第三预设电压放电至第四预设电压所需的放电时长Δt2。
步骤560、根据充电时长和放电时长的比值Δt1/Δt2，确定在比值Δt1/Δt2下第一时间量与电感式传感器的检测量的对应关系，其中，第一时间量为充电时长Δt1或放电时长Δt2。
步骤570、根据第一时间量，以及在当前比值Δt1/Δt2下第一时间量与电感式传感器的检测量的对应关系，确定电感式传感器的检测量。
本发明实施例提供一种测量电路。图7为本发明实施例提供的一种测量电路的结构示意图。该测量电路可执行本发明任意实施例提供的测量方法。在上述实施例的基础上，该测量电路包括：电感式传感器10、充放电电路20、充电时长获取模块30、放电时长获取模块40和处理模块50。
其中，充放电电路20与电感式传感器10电连接，充放电电路20用于向电感式传感器10充电，以及使电感式传感器10放电。
充电时长获取模块30用于获取电感式传感器10在充电过程中由第一预设电压充电至第二预设电压所需的充电时长Δt1。
放电时长获取模块40用于获取电感式传感器10在放电过程中由第三预设电压放电至第四预设电压所需的放电时长Δt2。
处理模块50用于根据充电时长Δt1和放电时长Δt2，确定电感式传感器的检测量。
其中，处理模块50可包括电子控制单元(Electronic Control Unit，简称ECU)、微控制单元(Microcontroller Unit，MCU)或数字信号处理器(digital signal processing，DSP)等。本发明实施例提供的测量电路可执行上述实施例中的测量方法，因此本发明实施例提供的测量电路也具备上述实施例中所描述的有益效果，此处不再赘述。
可选的，在上述实施例的基础上，图8为本发明实施例提供的又一种测量电路的结构示意图，充放电电路20包括：充电电路21、放电电路22和控制电路23。
其中，充电电路21与电感式传感器10电连接。放电电路22与电感式传感器10电连接；控制电路23与充电电路21电连接。控制电路23用于控制充电电路21和放电电路22的工作状态。
其中，控制电路23可控制充电电路21工作，控制放电电路22不工作，以使充电电路21向电感式传感器10充电。控制电路23可控制充电电路21不工作，控制放电电路22工作，以使电感式传感器10通过放电电路22放电。
可选的，在上述实施例的基础上，继续参见图8，充电电路21包括第一电源211、第一开关212和第一电阻R1。
可选的，第一电源211经第一电阻R1与第一开关212的第一端电连接；第一开关212的第二端与电感式传感器10的第一端电连接；第一开关212的控制端与控制电路23电连接；电感式传感器10的第二端接地GND。控制电路23可通过控制第一开关212的导通与关断，以控制充电电路21的工作状态。控制电路23可控制第一开关212导通，以控制充电电路21工作；控制电路23可控制第一开关212关断，以控制充电电路21不工作。可选的，第一开关可包括下述至少一种：继电器、三极管和MOS管。第一电源211可为直流电压源。第一电源211的电压可大于或等于第一预设电压。示例性的，第一电源211的电压可为5V。
可选的，在上述实施例的基础上，继续参见图8，放电电路22可包括第二开关221和第七电阻R7，其中，第二开关221的第一端与电感式传感器10的第一端电连接；第二开关221的第二端经第七电阻R7接地GND。第二开关221的控制端与控制电路23电连接。控制电路23可通过控制第二开关221的导通与关断，以控制放电电路22的工作状态。控制电路23可控制第二开关221导通，以控制放电电路22工作；控制电路23可控制第二开关221关断，以控制放电电路22不工作。可选的，第二开关可包括下述至少一种：继电器、三极管和MOS管。第一电阻R1和第七电阻R7的阻值可相等。
可选的，在上述实施例的基础上，图9为本发明实施例提供的又一种测量电路的结构示意图，第一电源211与第一开关212的第一端电连接；第一开关212的第二端与第一电阻R1的第一端电连接；第一开关212的控制端与控制电路23电连接；第一电阻R1的第二端与电感式传感器10的第一端电连接；电感式传感器10的第二端接地GND。
可选的，在上述实施例的基础上，继续参见图9，电感式传感器10包括电感式传感器，放电电路22包括二极管D1，二极管D1的阴极与第一电阻R1的第一端电连接；二极管D1的阳极接地。
其中，控制电路23可控制第一开关212导通一段时间，以向电感式传感器10充电，二极管D1承受反压而关断，之后，控制电路23可控制第一开关212关断，电感式传感器10的电流方向不变，二极管D1将承受正向电压而导通，以使电感式传感器10放电。第一电阻R1，以及导通的二极管D1形成电感式传感器10的放电回路。
可选的，在上述实施例的基础上，继续参见图9，充电时长获取模块30包括第一窗口比较电路31，第一窗口比较电路31的高压输入端与第二电源32电连接；第一窗口比较电路31的低压输入端与第三电源33电连接；第一窗口比较电路31的信号输入端与电感式传感器10的第一端电连接，第一窗口比较电路31的信号输出端与处理模块50电连接。
其中，第一窗口比较电路31可以是迟滞性窗口比较电路。第二电源32的电压可以等于第一预设电压。示例性的，第一预设电压可为4V。第二电源32可为直流电压源。第三电源33的电压可以等于第二预设电压。示例性的，第二预设电压可为3V。第三电源33可为直流电压源。在第一窗口比较电路31的信号输入端的电压(即电感式传感器10的第一端的对地电压)小于其低压输入端的电压(即第三电源33的电压)时，第一窗口比较电路31的信号输出端可输出第一电平；在第一窗口比较电路31的信号输入端的电压大于其低压输入端的电压，小于其高压输入端的电压(即第二电源32的电压)时，第一窗口比较电路31的信号输出端可输出与第一电平逻辑相反的第二电平；在第一窗口比较电路31的信号输入端的电压大于其高压输入端的电压时，第一窗口比较电路31的信号输出端可输出第一电平。充电过程中，电感式传感器的第一端的电压为正电压且逐渐降低，在电感式传感器的第一端的电压大于第一预设电压时，第一窗口比较电路31的信号输出端输出第一电平；在电感式传感器的第一端的电压小于第一预设电压，大于第二预设电压时，第一窗口比较电路31的信号输出端输出第二电平；在电感式传感器10的第一端的电压小于第二预设电压时，第一窗口比较电路31的信号输出端输出第一电平。处理模块50可根据第二电平的持续时间，确定充电时长Δt1。第一电平可以是高电平或低电平。第二电平的持续时间等于充电时长Δt1。
可选的，在上述实施例的基础上，继续参见图9，放电时长获取模块40包括反相比例运算电路41和第二窗口比较电路42，其中，电感式传感器10的第一端与反相比例运算电路41的输入端电连接；反相比例运算电路41的输出端与第二窗口比较电路42的信号输入端电连接；第二窗口比较电路42的信号输出端与处理模块50电连接；第二窗口比较电路42的高压输入端与第四电源43电连接；第二窗口比较电路42的低压输入端与第五电源44电连接。
其中，第二窗口比较电路42可以是迟滞性窗口比较电路。电感式传感器放电时，电感式传感器的第一端的电压为负电压。反相比例运算电路41可用于将电感式传感器10的第一端的负电压转换成正电压后输出。第四电源43的电压可以等于第三预设电压的绝对值。示例性的，第三预设电压可为-1.5V，则第四电源43的电压可为1.5V。第三预设电压的绝对值可小于或等于第二预设电压。第四电源43可为直流电压源。第五电源44的电压可以等于第四预设电压的绝对值。示例性的，第四预设电压可为-0.5V，则第五电源44的电压可为0.5V。第五电源44可为直流电压源。在第二窗口比较电路42的信号输入端的电压小于其低压输入端的电压(即第五电源44的电压)时，第二窗口比较电路42的信号输出端可输出第三电平；在第二窗口比较电路42的信号输入端的电压大于其低压输入端的电压，小于其高压输入端的电压(即第四电源43的电压)时，第二窗口比较电路42的信号输出端可输出与第三电平逻辑相反的第四电平；在第二窗口比较电路42的信号输入端的电压大于其高压输入端的电压时，第二窗口比较电路42的信号输出端可输出第三电平。放电过程中，电感式传感器的第一端的电压为负电压，电感式传感器的第一端的电压的绝对值逐渐减小，在电感式传感器的第一端的电压的绝对值大于第三预设电压的绝对值时，第二窗口比较电路42的信号输出端输出第三电平；在电感式传感器的第一端的电压的绝对值小于第三预设电压的绝对值，大于第四预设电压的绝对值时，第二窗口比较电路42的信号输出端输出第四电平；在电感式传感器的第一端的电压的绝对值小于第四预设电压的绝对值时，第二窗口比较电路42的信号输出端输出第三电平。处理模块50可根据第四电平的持续时间，确定放电时长Δt2。第三电平可以是高电平或低电平。第四电平的持续时间等于放电时长Δt2。
可选的，在上述实施例的基础上，继续参见图9，任一窗口比较电路包括第一比较电路1、第二比较电路2和或门3，其中，第一比较电路1的反相输入端与窗口比较电路的高压输入端电连接；第一比较电路的同相输入端，以及第二比较电路的反相输入端，均与窗口比较电路的信号输入端电连接；第二比较电路的同相输入端与窗口比较电路的低压输入端电连接；第一比较电路的同相输出端与或门的第一输入端电连接；第二比较电路的同相输出端与或门的第二输入端电连接；或门的输出端与窗口比较电路的信号输出端电连接。
其中，第一比较电路1可以是迟滞比较电路。第二比较电路2可以是迟滞比较电路。通过硬件电路实现带有防抖动功能的迟滞性窗口比较电路，解决了不带防抖动功能的窗口比较电路的输入信号上叠加的噪声，导致不带防抖动功能的窗口比较电路的输出信号产生若干错误跳变，导致中断程序判断错误的问题。通过防抖动的迟滞性窗口比较电路，实现了本来靠软件去判断，去滤波的任务，减轻了控制器的负担，减少了误判的发生，提高了***的可靠性。
可选的，在上述实施例的基础上，继续参见图9，反相比例运算电路41包括第二电阻R2、第三电阻R3、第四电阻R4和运算放大器411，其中，反相比例运算电路41的输入端经第二电阻R2与运算放大器411的反相输入端电连接；运算放大器411的反相输入端经第三电阻R3与运算放大器411的输出端电连接；运算放大器411的同相输出端经第四电阻R4接地；运算放大器411的输出端与反相比例运算电路41的输出端电连接。
其中，第二电阻R2和第三电阻R3可以相等。反相比例运算电路41的输出端的电压可以等于其输入端的电压的相反数。
可选的，在上述实施例的基础上，继续参见图9，控制电路23包括启动电路231、第三比较电路232、与门233、第一D触发器234和第二D触发器235。
其中，启动电路231与第一D触发器234的时钟信号输入端CLOCK电连接；第一D触发器234的触发端D1与第一电源211电连接；第一D触发器234的反相输出端Q与第一开关212的控制端电连接。第三比较电路232的反相输入端与电感式传感器10的第一端电连接；第三比较电路232的同相输入端与第六电源236电连接；第三比较电路232的反相输出端与第二D触发器235的时钟信号输入端CLOCK电连接；第二D触发器235的触发端D与第一电源211电连接；第二D触发器235的同相输出端Q与与门233的第一输入端电连接；第三比较电路232的同相输出端与与门233的第二输入端电连接；第一D触发器234的复位端RESET，以及第二D触发器235的复位端RESET，均与与门233的输出端电连接。
其中，启动电路231可用于产生一个脉冲信号。第一D触发器234可为上升沿触发类型的D触发器。第二D触发器235可为上升沿触发类型的D触发器。第六电源236可为直流电压源。第六电源236的电压可小于或等于第二预设电压，例如第六电源236的电压可以为2.5V。
可选的，如图9所示，第一开关212包括PNP三极管T1、第五电阻R5和第六电阻R6，其中，PNP三极管T1的发射极与第一开关212的第一端电连接；PNP三极管T1的集电极与第一开关212的第二端电连接，PNP三极管T1的基极经第五电阻R5与第一开关212的控制端电连接；PNP三极管T1的基极经第六电阻R6与PNP三极管T1的发射极电连接。
具体工作原理：如图9所示，启动电路231向第一D触发器234的时钟信号输入端CLOCK输入一个脉冲信号，第一D触发器234的触发端D1为高电平，则第一D触发器234的同相输出端Q输出高电平，第一D触发器234的反相输出端
将输出低电平，以控制NPN三极管T1导通，第一电源212经第一电阻R1开始向电感式传感器10充电，二极管D1将关断；第三比较电路232的同相输入端的电压将小于其反相输入端的电压，第三比较电路232的同相输出端将输出低电平，第三比较电路232的反相输出端将输出高电平，相当于第二D触发器235的时钟信号输入端CLOCK输入一个上升沿，第二D触发器235的触发端D1为高电平，第二D触发器235的同相输出端Q输出高电平，与门233的第一输入端为高电平，与门233的第二输入端为低电平，与门233的输出端为低电平。电感式传感器10充电过程中，电感式传感器10的第一端的电压逐渐降低，当电感式传感器10的第一端的电压减小到小于第六电源231的电压时，第三比较电路232的同相输入端的电压将大于其反相输入端的电压，第三比较电路232的同相输出端将输出高电平，第三比较电路232的反相输出端将输出低电平，与门233的第一输入端和第二输入端均为高电平，与门233的输出端将输出高电平，第一D触发器234的复位端RESET和第二D触发器235的复位端RESET将为高电平，第一D触发器234和第二D触发器235将被复位，第一D触发器234的同相输出端Q输出低电平，第一D触发器234的反相输出端Q将输出高电平，以控制NPN三极管T1关断，二极管D1将导通，电感式传感器10将通过第一电阻R1和导通的二极管D1放电。第二D触发器235的同相输出端Q输出低电平，第二D触发器235的反相输出端
将输出高电平，与门233的输出端将输出低电平。
各信号端的电压随电感式传感器的第一端的电压变化而变化，如下表所示：
图10为本发明实施例提供的一种各信号端输出的信号波形图。其中，S1为启动电路231输出的信号波形，S2为电感式传感器的第一端的电压的波形，S3为第一窗口比较电路31的信号输出端的信号波形，S4为第二窗口比较电路42的信号输出端的信号波形。
可选的，在上述实施例的基础上，继续参见图9，测量电路还可包括第一电容C1，与电感式传感器10并联。第一电容C1具有滤波作用。
可选的，处理模块50用于根据充电时长和放电时长的比值Δt1/Δt2，以及温度与比值Δt1/Δt2的对应关系，确定当前温度；根据当前温度，确定在当前温度下第一时间量与电感式传感器10的检测量的对应关系，其中，第一时间量为充电时长Δt1或放电时长Δt2；根据第一时间量，以及在当前温度下第一时间量与电感式传感器10的检测量的对应关系，确定电感式传感器10的检测量。
可选的，处理模块50用于在根据充电时长和放电时长的比值Δt1/Δt2，以及温度与比值Δt1/Δt2的对应关系，确定当前温度之前，建立温度与比值Δt1/Δt2的对应关系；在根据当前温度，确定在当前温度下第一时间量与电感式传感器10的检测量的对应关系之前，在多种温度中的每种温度下，建立第一时间量与电感式传感器的检测量的对应关系。
可选的，处理模块50用于根据充电时长和放电时长的比值Δt1/Δt2，确定在当前比值Δt1/Δt2下第一时间量与电感式传感器10的检测量的对应关系，其中，第一时间量为充电时长Δt1或放电时长Δt2；根据第一时间量，以及在当前比值Δt1/Δt2下第一时间量与电感式传感器10的检测量的对应关系，确定电感式传感器10的检测量。
可选的，处理模块50用于在根据充电时长和放电时长的比值Δt1/Δt2，确定在比值Δt1/Δt2下第一时间量与电感式传感器10的检测量的对应关系之前，在比值Δt1/Δt2为多种大小不同的值下，建立第一时间量与电感式传感器10的检测量的对应关系。
其中，电感式传感器可包括离合器位置传感器或换档位置传感器。其中，离合器位置传感器可用于检测离合器的位置。换档位置传感器可用于检测换档操纵装置当前所在的档位。测量电路可设置于车用变速***中。
注意，上述仅为本发明的较佳实施例及所运用技术原理。本领域技术人员会理解，本发明不限于这里所述的特定实施例，对本领域技术人员来说能够进行各种明显的变化、重新调整、相互结合和替代而不会脱离本发明的保护范围。因此，虽然通过以上实施例对本发明进行了较为详细的说明，但是本发明不仅仅限于以上实施例，在不脱离本发明构思的情况下，还可以包括更多其他等效实施例，而本发明的范围由所附的权利要求范围决定。
Claims (9)
1.一种测量方法，其特征在于，包括：
向电感式传感器充电；
获取所述电感式传感器在充电过程中由第一预设电压充电至第二预设电压所需的充电时长Δt1；
使所述电感式传感器放电；
获取所述电感式传感器在放电过程中由第三预设电压放电至第四预设电压所需的放电时长Δt2；
根据所述充电时长Δt1和所述放电时长Δt2，确定所述电感式传感器的检测量；
其中，根据所述充电时长Δt1和所述放电时长Δt2，确定所述电感式传感器的检测量包括：
根据所述充电时长和所述放电时长的比值Δt1/Δt2，以及温度与所述比值Δt1/Δt2的对应关系，确定当前温度；
根据所述当前温度，确定在所述当前温度下第一时间量与所述电感式传感器的检测量的对应关系，其中，所述第一时间量为充电时长Δt1或放电时长Δt2；
根据所述第一时间量，以及在所述当前温度下第一时间量与所述电感式传感器的检测量的对应关系，确定所述电感式传感器的检测量。
2.根据权利要求1所述的测量方法，其特征在于，在根据所述充电时长和所述放电时长的比值Δt1/Δt2，以及温度与所述比值Δt1/Δt2的对应关系，确定当前温度之前，还包括：
建立温度与所述比值Δt1/Δt2的对应关系；
在根据所述当前温度，确定在所述当前温度下第一时间量与所述电感式传感器的检测量的对应关系之前，还包括：
在多种温度中的每种温度下，建立第一时间量与所述电感式传感器的检测量的对应关系。
3.根据权利要求1所述的测量方法，其特征在于，根据所述充电时长Δt1和所述放电时长Δt2，确定所述电感式传感器的检测量包括：
根据所述充电时长和所述放电时长的比值Δt1/Δt2，确定在当前比值Δt1/Δt2下第一时间量与所述电感式传感器的检测量的对应关系，其中，所述第一时间量为充电时长Δt1或放电时长Δt2；
根据所述第一时间量，以及在当前比值Δt1/Δt2下第一时间量与所述电感式传感器的检测量的对应关系，确定所述电感式传感器的检测量。
4.根据权利要求3所述的测量方法，其特征在于，在根据所述充电时长和所述放电时长的比值Δt1/Δt2，确定在所述比值Δt1/Δt2下第一时间量与所述电感式传感器的检测量的对应关系之前，还包括：
在比值Δt1/Δt2为多种大小不同的值下，建立第一时间量与所述电感式传感器的检测量的对应关系。
5.一种测量电路，其特征在于，包括：
电感式传感器；
充放电电路，与所述电感式传感器电连接，所述充放电电路用于向所述电感式传感器充电，以及使所述电感式传感器放电；
充电时长获取模块，用于获取所述电感式传感器在充电过程中由第一预设电压充电至第二预设电压所需的充电时长Δt1；
放电时长获取模块，用于获取所述电感式传感器在放电过程中由第三预设电压放电至第四预设电压所需的放电时长Δt2；
处理模块，用于根据所述充电时长Δt1和所述放电时长Δt2，确定所述电感式传感器的检测量；
其中，处理模块还用于根据充电时长和放电时长的比值Δt1/Δt2，以及温度与比值Δt1/Δt2的对应关系，确定当前温度；根据当前温度，确定在当前温度下第一时间量与电感式传感器的检测量的对应关系，其中，第一时间量为充电时长Δt1或放电时长Δt2；根据第一时间量，以及在当前温度下第一时间量与电感式传感器的检测量的对应关系，确定电感式传感器的检测量。
6.根据权利要求5所述的测量电路，其特征在于，所述充放电电路包括：充电电路、放电电路和控制电路，
其中，所述充电电路与所述电感式传感器电连接；所述放电电路与所述电感式传感器电连接；所述控制电路与所述充电电路电连接；
所述控制电路用于控制所述充电电路和所述放电电路的工作状态。
7.根据权利要求6所述的测量电路，其特征在于，
所述充电电路包括第一电源、第一开关和第一电阻，其中，所述第一电源与所述第一开关的第一端电连接；所述第一开关的第二端与所述第一电阻的第一端电连接；所述第一开关的控制端与所述控制电路电连接；所述第一电阻的第二端与所述电感式传感器的第一端电连接；所述电感式传感器的第二端接地；
所述放电电路包括二极管，所述二极管的阴极与所述第一电阻的第一端电连接；所述二极管的阳极接地；
所述充电时长获取模块包括第一窗口比较电路，所述第一窗口比较电路的高压输入端与第二电源电连接；所述第一窗口比较电路的低压输入端与第三电源电连接；所述第一窗口比较电路的信号输入端与所述电感式传感器的第一端电连接，所述第一窗口比较电路的信号输出端与所述处理模块电连接；
所述放电时长获取模块包括反相比例运算电路和第二窗口比较电路，其中，所述电感式传感器的第一端与所述反相比例运算电路的输入端电连接；所述反相比例运算电路的输出端与所述第二窗口比较电路的信号输入端电连接；所述第二窗口比较电路的信号输出端与所述处理模块电连接；所述第二窗口比较电路的高压输入端与第四电源电连接；所述第二窗口比较电路的低压输入端与第五电源电连接。
8.根据权利要求7所述的测量电路，其特征在于，任一窗口比较电路包括第一比较电路、第二比较电路和或门，其中，所述第一比较电路的反相输入端与所述窗口比较电路的高压输入端电连接；所述第一比较电路的同相输入端，以及所述第二比较电路的反相输入端，均与所述窗口比较电路的信号输入端电连接；所述第二比较电路的同相输入端与所述窗口比较电路的低压输入端电连接；所述第一比较电路的同相输出端与所述或门的第一输入端电连接；所述第二比较电路的同相输出端与所述或门的第二输入端电连接；所述或门的输出端与所述窗口比较电路的信号输出端电连接；
所述反相比例运算电路包括第二电阻、第三电阻、第四电阻和运算放大器，其中，所述反相比例运算电路的输入端经所述第二电阻与所述运算放大器的反相输入端电连接；所述运算放大器的反相输入端经所述第三电阻与所述运算放大器的输出端电连接；所述运算放大器的同相输出端经所述第四电阻接地；所述运算放大器的输出端与所述反相比例运算电路的输出端电连接。
9.根据权利要求7所述的测量电路，其特征在于，所述控制电路包括启动电路、第三比较电路、与门、第一D触发器和第二D触发器，其中，所述启动电路与所述第一D触发器的时钟信号输入端电连接；所述第一D触发器的触发端与所述第一电源电连接；所述第一D触发器的反相输出端与所述第一开关的控制端电连接；
所述第三比较电路的反相输入端与所述电感式传感器的第一端电连接；所述第三比较电路的同相输入端与第六电源电连接；所述第三比较电路的反相输出端与第二D触发器的时钟信号输入端电连接；所述第二D触发器的触发端与所述第一电源电连接；所述第二D触发器的同相输出端与所述与门的第一输入端电连接；所述第三比较电路的同相输出端与所述与门的第二输入端电连接；所述第一D触发器的复位端，以及所述第二D触发器的复位端，均与所述与门的输出端电连接。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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| GR01 | Patent grant | ||
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