CN112729587A - 温度检测电路、冰箱及温度检测方法 - Google Patents

温度检测电路、冰箱及温度检测方法 Download PDF

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CN112729587A CN202011473340.8A CN202011473340A CN112729587A CN 112729587 A CN112729587 A CN 112729587A CN 202011473340 A CN202011473340 A CN 202011473340A CN 112729587 A CN112729587 A CN 112729587A
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Abstract

本申请涉及一种温度检测电路、冰箱及温度检测方法。所述温度检测电路包括依次连接的热敏电阻温度传感器、采样电路和主控电路；其中，热敏电阻温度传感器在使用时设置于待检测对象；采样电路包括采样单元和分压单元；主控电路用于通过获取采样单元的电压值确定待检测对象的温度；分压单元用于通过分压以使在预设条件下，待检测对象的温度的变化量相同时，采样单元的电压值的变化量增大。也即，根据不同预设条件，通过对应设置分压单元以实现不同的分压，从而使得在进行温度检测时，在预设条件下的采集精度增加，且由于不需要更换使用12位以上的AD转换芯片或高精度数字温度传感器，因此不会导致成本的明显增加和对主芯片的运行资源占用增大。

Description

温度检测电路、冰箱及温度检测方法
技术领域
本申请涉及温度检测技术领域，尤其涉及一种温度检测电路、冰箱及温度检测方法。
背景技术
电控冰箱通常是通过采集冷藏室、冷冻室、变温室以及化霜加热器的温度，和设定的期望值比较，从而开停压缩机、风机、风门、加热器来实现温度的控制。由于冰箱的温度上升或下降响应时间较慢，故行业内的冰箱传感器温度采集的精度一般都为0.5度。但在某些测试的场合，如储藏温度试验时，化霜前后冷冻室温度差不能超过3K，实验过程中通过调档1度极有可能满足不了测试标准要求，这就需要对间室温度的控制精度进一步提高。提高温度采集精度常用的方法有使用12位以上的AD转换芯片、使用高精度数字温度传感器等，但这些方案往往带来成本的明显增加，同时对主芯片的运行资源占用增大。
发明内容
本申请提供一种温度检测电路、冰箱及温度检测方法，以解决目前的温度采集方案在增加采集精度时会导致成本明显增加，同时对主芯片的运行资源占用增大的问题。
本申请的上述目的是通过以下技术方案实现的：
第一方面，本申请实施例提供一种温度检测电路，包括：依次连接的热敏电阻温度传感器、采样电路和主控电路；其中，
所述热敏电阻温度传感器在使用时设置于待检测对象；
所述采样电路包括采样单元和分压单元；
所述主控电路用于，通过获取所述采样单元的电压值确定所述待检测对象的温度；
所述分压单元用于，通过分压以使在预设条件下，所述待检测对象的温度的变化量相同时，所述采样单元的电压值的变化量增大。
可选的，所述预设条件为所述待检测对象的温度位于预设温度范围内。
可选的，所述采样单元为精密电阻，所述精密电阻的第一端连接至所述热敏电阻温度传感器，第二端连接至所述主控电路。
可选的，所述分压单元为下拉电阻，所述下拉电阻的一端与所述精密电阻的第一端相连接，另一端接地。
可选的，通过改变所述下拉电阻的阻值得到不同的预设温度范围。
可选的，还包括与所述下拉电阻并联的滤波电容。
第二方面，本申请实施例还提供一种冰箱，其设置有第一方面任一项所述的温度检测电路。
可选的，所述热敏电阻温度传感器、所述采样单元和所述分压单元均为多个且数量相等；
各所述热敏电阻温度传感器分别设置于所述冰箱的不同间室内以及所述冰箱的蒸发器上。
第三方面，本申请实施例还提供一种温度检测方法，其应用于第一方面任一项所述的温度检测电路，所述主控电路包括支持AD转换的主芯片，所述方法由所述主芯片执行，所述方法包括：
每间隔预设时间，进行AD采样，直至采样次数达到预设次数；
计算所述预设次数的AD采样的平均值；
基于所述平均值确定待检测对象的温度。
可选的，所述主芯片为10位AD转换芯片；
所述每间隔预设时间，进行AD采样，直至采样次数达到预设次数，计算所述预设次数的AD采样的平均值，包括：
每间隔预设时间，进行一次AD采样，并累积AD采样的值；其中，累积得到的AD采样的值存放于第一变量中，溢出值存放于第二变量中，所述第一变量为16位变量，所述第二变量为8位变量；
直至采样次数达到预设次数时，将所述第二变量和所述第一变量均左移一位；
将所述第一变量左移一位后的溢出值与左移一位后第二变量的和，重新赋给第二变量；
将重新赋值后的第二变量的值赋给第三变量的高8位，将左移一位后的第一变量的高8位赋给所述第三变量的低8位；所述第三变量为16位变量；
以得到的第三变量作为所述平均值。
可选的，所述温度检测电路设置于冰箱中，所述方法还包括：
基于待检测对象的温度对所述冰箱进行控制。
本申请的实施例提供的技术方案可以包括以下有益效果：
本申请的实施例提供的温度检测电路中，包括依次连接的热敏电阻温度传感器、采样电路和主控电路，其中热敏电阻温度传感器在使用时设置于待检测对象，采样电路包括采样单元和分压单元，主控电路用于通过获取采样单元的电压值确定待检测对象的温度，分压单元用于通过分压以使在预设条件下，待检测对象的温度的变化量相同时，采样单元的电压值的变化量增大。也即，根据不同预设条件，通过对应设置分压单元以实现不同的分压，从而使得在进行温度检测时，在预设条件下的采集精度增加，且由于不需要更换使用12位以上的AD转换芯片或高精度数字温度传感器，因此不会导致成本的明显增加和对主芯片的运行资源占用增大。
应当理解的是，以上的一般描述和后文的细节描述仅是示例性和解释性的，并不能限制本申请。
附图说明
此处的附图被并入说明书中并构成本说明书的一部分，示出了符合本申请的实施例，并与说明书一起用于解释本申请的原理。
图1为本申请实施例提供的一种温度检测电路的结构示意图；
图2为本申请实施例提供的一种温度检测电路的电路原理图；
图3为本申请实施例提供的一种温度检测方法的流程示意图。
具体实施方式
这里将详细地对示例性实施例进行说明，其示例表示在附图中。下面的描述涉及附图时，除非另有表示，不同附图中的相同数字表示相同或相似的要素。以下示例性实施例中所描述的实施方式并不代表与本申请相一致的所有实施方式。相反，它们仅是与如所附权利要求书中所详述的、本申请的一些方面相一致的装置和方法的例子。
为了解决相关技术中的温度采集方案在增加采集精度时会导致成本增加，同时对主芯片的运行资源占用增大的问题，本申请提供一种改进后的温度检测电路，以及应用该温度检测电路的冰箱和温度检测方法。以下通过实施例进行详细说明。
实施例
参照图1，图1为本申请实施例提供的一种温度检测电路的结构示意图。如图1所示，该温度检测电路包括：依次连接的热敏电阻温度传感器1、采样电路2和主控电路3；其中，
热敏电阻温度传感器1在使用时设置于待检测对象；
采样电路2包括采样单元21和分压单元22；
主控电路3用于通过获取采样单元21的电压值确定待检测对象的温度；
分压单元22用于通过分压以使在预设条件下，待检测对象的温度的变化量相同时，采样单元21的电压值的变化量增大。
具体的，热敏电阻温度传感器利用导体或半导体的电阻值随温度变化而变化的原理进行测温，并且，本实施例中，热敏电阻优选为NTC(Negative TemperatureCoefficient，负温度系数)电阻。当电路输入电压已知时，通过采集采样单元21的电压值，并通过该电压值与温度的对应表格(例如由生产厂家提供)即可确定待检测对象的当前温度。
不过由于热敏电阻的阻值随温度的变化是非线性的，也即在不同温度范围内，当温度的变化量相同时，阻值的变化量不同，因此，在不同温度范围内，当温度的变化量相同时，主控电路3采集得到的采样单元21的电压值的变化量不同，也即采样精度不同，这就可能导致在特定场景下，采样精度不能满足需求。基于此，本实施例的采样电路2还包括分压单元22，通过分压单元22进行分压后，使得在预设条件下(也即前述特定场景下)，待检测对象的温度的变化量相同时，采样单元21的电压值的变化量增大，也即增加预设条件下的采样精度，进行满足需求。
其中，一些实施例中，所述预设条件为待检测对象的温度位于预设温度范围内，也即，本实施例中，目的是提高待检测对象的温度位于特定温度范围内时的温度采集精度。预设温度范围可以根据实际需求确定，例如，当本实施例的方案所应用的场景中，需要长期(定时或不定时)采集待检测对象的温度，则可以根据待检测对象正常情况下长期工作的温度范围(也即对应的热敏电阻温度传感器1长期工作时所在的温度范围)确定预设温度范围。以背景技术中提到的电控冰箱为例，其冷藏室等间室内需要设置温度传感器来实时采集间室内部温度，并基于间室温度实现对压缩机等制冷部件的控制，基于此，为了提高控制精度，则可以根据冰箱长期运行时该间室的温度范围确定对应的预设温度范围，如此，即可提高该间室的温度范围内的温度采集精度。
在具体实现时，采样单元21可以为精密电阻，所述精密电阻的第一端连接至热敏电阻温度传感器1，第二端连接至主控电路3。相应的，分压单元22可以为下拉电阻，所述下拉电阻的一端与所述精密电阻的第一端相连接(也即与热敏电阻温度传感器1相连接)，另一端接地。如此，通过改变下拉电阻的阻值能够得到不同的预设温度范围，从而可以适应不同的应用场景。
本申请的实施例提供的技术方案可以包括以下有益效果：本申请的实施例提供的温度检测电路中，包括依次连接的热敏电阻温度传感器1、采样电路2和主控电路3，其中热敏电阻温度传感器1在使用时设置于待检测对象，采样电路2包括采样单元21和分压单元22，主控电路3用于通过获取采样单元21的电压值确定待检测对象的温度，分压单元22用于通过分压以使在预设条件下，待检测对象的温度的变化量相同时，采样单元21的电压值的变化量增大。也即，根据不同预设条件，通过对应设置分压单元22以实现不同的分压，从而使得在进行温度检测时，在预设条件下的采集精度增加，且由于不需要更换使用12位以上的AD转换芯片或高精度数字温度传感器，因此不会导致成本的明显增加和对主芯片的运行资源占用增大。
为了使本申请的技术方案更容易理解，以下通过一个具体示例进行进一步说明。
该实施例中，温度检测电路应用于电控冰箱中，该冰箱包括冷藏室、变温室和冷冻室三个间室，各间室均设置一个温度传感器，用于实现对各间室制冷的启停控制，并且，蒸发器上也设置一个温度传感器，用于采集蒸发器的温度，以实现对蒸发器化霜的启停控制，也即，本实施例中的待检测对象分别为冰箱的三个间室和蒸发器。其中，温度传感器采用NTC电阻温度传感器，温度范围为-50℃～50℃，每个温度传感器对应一个采样单元和一个分压单元，且采样单元21为精密电阻，分压单元22为下拉电阻。
此外，参照图2，图2为本申请实施例提供的一种温度检测电路的电路原理图。如图2所示，该实施例中，主控电路3的主芯片IC105采用带10位AD转换的东芝芯片TMP89FM42AUG，供电电压为5V，其中，主控电路3还设置有由电阻R130和电容C119等组成的复位电路4。
温度传感器通过导线连接至连接器CN9(常规方案，图3中未示出)，并和精密电阻相串联后分别连接+5V输入和接地，具体为：冷藏室的温度传感器与精密电阻R147串联，并连接至主芯片的22引脚(LC_AD引脚)；变温室的温度传感器与精密电阻R111串联，并连接至主芯片的21引脚(BW_AD引脚)；冷冻室的温度传感器与精密电阻R146串联，并连接至主芯片的23引脚(LD_AD引脚)；设置于蒸发器用于化霜的温度传感器与精密电阻R162串联，并连接至主芯片的24引脚(LDHS_AD引脚)，各精密电阻的阻值均为4.7KΩ。在此基础上，采样电路2还包括4个下拉电阻R110、R166、R149和R150，每个下拉电阻的一端与对应的精密电阻的电流输入端相连接且另一端接地的，具体为：下拉电阻R150与精密电阻R147以及冷藏室的温度传感器相连接，下拉电阻R149与精密电阻R146以及冷冻室的温度传感器相连接，下拉电阻R166与精密电阻R162以及用于化霜的温度传感器相连接，下拉电阻R110与精密电阻R111以及变温室的温度传感器相连接；如此，主芯片可以获取经下拉电阻分压后的各精密电阻的电压值，然后根据电压值与温度的对应表确定各间室或蒸发器的温度。并且，根据不同温度传感器长期工作的温度范围确定对应的下拉电阻的阻值，使得各间室或蒸发器的温度变化时引起的采样电压改变值变化大，从而可以提高在该温度范围的AD采样精度，进而提高最终确定的温度的精度。
在上述方案的基础上，具体应用时，冷藏室的温度传感器长期工作的温度范围为0～10℃，对应的分压单元可以使用5.6K 1％(阻值为5.6K，精度为1％)的下拉电阻；变温室的温度传感器长期工作的温度范围为-5～5℃，对应的分压单元也可以使用5.6K 1％的下拉电阻；冷冻室的温度传感器长期工作的温度范围为-24～-16℃，对应的分压单元可以使用18K 1％的下拉电阻；用于化霜的温度传感器长期工作的温度范围为-24～8℃，对应的分压单元可以使用12K 1％的下拉电阻。其中需要说明的是，虽然冷藏室和变温室的温度传感器长期工作的具体温度范围不同，但是使用5.6K 1％的下拉电阻均可以满足精度需求，因此可以不进一步设置不同参数的下拉电阻，也就是说，预设温度范围可以不与温度传感器长期工作的温度范围完全相同，只要能够满足实际的精度需求即可。
在具体应用时，可以根据温度传感器规格书上温度与电压的对应表，在主芯片软件中预设3个表格，也即分别对应下拉电阻为5.6K、18K、12K时温度传感器转化电压的10位二进制表，表格内包括温度与采样电压的对应关系，且数值间差值对应的温度为0.3℃，温度范围为-50℃～50℃。如此，当主芯片采样后可以直接基于采样电压通过查表得到对应的温度，并且精度为0.3℃，能够满足大部分情况下的精度需求。
此外，如图2所示，为了减少采样误差，还可以为每个下拉电阻并联一个滤波电容(也即C110、C139、C131和C132)进行滤波，并且，基于上述方案，可以选择容值为0.1μF的滤波电容(图2中的各电容附近的“104”表示10×104，单位为pF)。
上述方案中，将本申请的温度检测电路应用于冰箱中，并且，根据温度传感器的长期工作温度范围进行特定设置，可以提高温度采集精度，并且，无需更换更好的主芯片和高精度的温度传感器，因此不会造成成本的明显增加(增加的电阻的成本相较更换主芯片或温度传感器低得多)。
此外，基于上述温度检测电路，本申请还提供一种温度检测方法，参照图3，图3为本申请实施例提供的一种温度检测方法的流程示意图，
如图3所示，该方法至少包括以下步骤：
S301：每间隔预设时间，进行AD采样，直至采样次数达到预设次数；
S302：计算所述预设次数的AD采样的平均值；
S303：基于所述平均值确定待检测对象的温度。
也即，通过多次采样并计算平均值的方法确定待检测对象的温度，以减小采样误差。其中，预设次数可以为128次。
其中，在具体应用中，当主芯片为10位AD转换芯片时，所述步骤S301和步骤S302包括：每间隔预设时间，进行一次AD采样，并累积AD采样的值；其中，累积得到的AD采样的值存放于第一变量中，溢出值存放于第二变量中，所述第一变量为16位变量，所述第二变量为8位变量；
直至采样次数达到预设次数时，将所述第二变量和所述第一变量均左移一位；
将所述第一变量左移一位后的溢出值与左移一位后第二变量的和，重新赋给第二变量；
将重新赋值后的第二变量的值赋给第三变量的高8位，将左移一位后的第一变量的高8位赋给所述第三变量的低8位；所述第三变量为16位变量；
以得到的第三变量作为所述平均值。
通过上述方案，与传统方法相比，简化了运算过程，不需要排队以及去最大值最小值，因此可快速得到采样平均值。
进一步的，如果将上述温度检测电路和方法应用于冰箱，则主芯片可以按照上述方法依次针对设置在不同间室和/或蒸发器的温度传感器进行温度采集。进而，当得到间室温度和/或蒸发器温度之后，可以根据间室设定温度及环境温度计算出各间室以及化霜加热器的开停机点(开停机点也即开机温度阈值和停机温度阈值)，从而基于实时温度与开停机点温度的关系对冰箱进行控制，包括控制压缩机、风扇、风门和加热器等负载的开停。其中，环境温度可以通过冰箱显示板采集得到，用于对间室温度进行补偿，以提高控制精度，而具体补偿方案未进行改进，因此不再具体说明。
或者，实际应用中，也可以将各间室以及化霜加热器的开停机点的温度与电压的转换值预设至前述的3个表格中，从而在计算得到平均采样值后，直接将平均采样值和表格内的开停机点温度转换值进行比较，进而实现对冰箱各负载的控制。
可以理解的是，上述各实施例中相同或相似部分可以相互参考，在一些实施例中未详细说明的内容可以参见其他实施例中相同或相似的内容。
需要说明的是，在本申请的描述中，术语“第一”、“第二”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。此外，在本申请的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是指至少两个。
流程图中或在此以其他方式描述的任何过程或方法描述可以被理解为，表示包括一个或更多个用于实现特定逻辑功能或过程的步骤的可执行指令的代码的模块、片段或部分，并且本申请的优选实施方式的范围包括另外的实现，其中可以不按所示出或讨论的顺序，包括根据所涉及的功能按基本同时的方式或按相反的顺序，来执行功能，这应被本申请的实施例所属技术领域的技术人员所理解。
应当理解，本申请的各部分可以用硬件、软件、固件或它们的组合来实现。在上述实施方式中，多个步骤或方法可以用存储在存储器中且由合适的指令执行***执行的软件或固件来实现。例如，如果用硬件来实现，和在另一实施方式中一样，可用本领域公知的下列技术中的任一项或他们的组合来实现：具有用于对数据信号实现逻辑功能的逻辑门电路的离散逻辑电路，具有合适的组合逻辑门电路的专用集成电路，可编程门阵列(PGA)，现场可编程门阵列(FPGA)等。
本技术领域的普通技术人员可以理解实现上述实施例方法携带的全部或部分步骤是可以通过程序来指令相关的硬件完成，所述的程序可以存储于一种计算机可读存储介质中，该程序在执行时，包括方法实施例的步骤之一或其组合。
此外，在本申请各个实施例中的各功能单元可以集成在一个处理模块中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个模块中。上述集成的模块既可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件功能模块的形式实现。所述集成的模块如果以软件功能模块的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，也可以存储在一个计算机可读取存储介质中。
上述提到的存储介质可以是只读存储器，磁盘或光盘等。
在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本申请的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。
尽管上面已经示出和描述了本申请的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本申请的限制，本领域的普通技术人员在本申请的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。

Claims (11)

1.一种温度检测电路，其特征在于，包括：依次连接的热敏电阻温度传感器、采样电路和主控电路；其中，
所述热敏电阻温度传感器在使用时设置于待检测对象；
所述采样电路包括采样单元和分压单元；
所述主控电路用于，通过获取所述采样单元的电压值确定所述待检测对象的温度；
所述分压单元用于，通过分压以使在预设条件下，所述待检测对象的温度的变化量相同时，所述采样单元的电压值的变化量增大。
2.根据权利要求1所述的温度检测电路，其特征在于，所述预设条件为所述待检测对象的温度位于预设温度范围内。
3.根据权利要求2所述的温度检测电路，其特征在于，所述采样单元为精密电阻，所述精密电阻的第一端连接至所述热敏电阻温度传感器，第二端连接至所述主控电路。
4.根据权利要求3所述的温度检测电路，其特征在于，所述分压单元为下拉电阻，所述下拉电阻的一端与所述精密电阻的第一端相连接，另一端接地。
5.根据权利要求4所述的温度检测电路，其特征在于，通过改变所述下拉电阻的阻值得到不同的预设温度范围。
6.根据权利要求4或5所述的温度检测电路，其特征在于，还包括与所述下拉电阻并联的滤波电容。
7.一种冰箱，其特征在于，设置有如权利要求1-6任一项所述的温度检测电路。
8.根据权利要求7所述的冰箱，其特征在于，所述热敏电阻温度传感器、所述采样单元和所述分压单元均为多个且数量相等；
各所述热敏电阻温度传感器分别设置于所述冰箱的不同间室内以及所述冰箱的蒸发器上。
9.一种温度检测方法，其特征在于，应用于如权利要求1-6任一项所述的温度检测电路，所述主控电路包括支持AD转换的主芯片，所述方法由所述主芯片执行，所述方法包括：
每间隔预设时间，进行AD采样，直至采样次数达到预设次数；
计算所述预设次数的AD采样的平均值；
基于所述平均值确定待检测对象的温度。
10.根据权利要求9所述的方法，其特征在于，所述主芯片为10位AD转换芯片；
所述每间隔预设时间，进行AD采样，直至采样次数达到预设次数，计算所述预设次数的AD采样的平均值，包括：
每间隔预设时间，进行一次AD采样，并累积AD采样的值；其中，累积得到的AD采样的值存放于第一变量中，溢出值存放于第二变量中，所述第一变量为16位变量，所述第二变量为8位变量；
直至采样次数达到预设次数时，将所述第二变量和所述第一变量均左移一位；
将所述第一变量左移一位后的溢出值与左移一位后第二变量的和，重新赋给第二变量；
将重新赋值后的第二变量的值赋给第三变量的高8位，将左移一位后的第一变量的高8位赋给所述第三变量的低8位；所述第三变量为16位变量；
以得到的第三变量作为所述平均值。
11.根据权利要求9或10所述的方法，其特征在于，所述温度检测电路设置于冰箱中，所述方法还包括：
基于待检测对象的温度对所述冰箱进行控制。
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