CN219161496U - 一种温度检测电路以及电子设备 - Google Patents

Abstract

本申请实施例提供一种温度检测电路以及电子设备，其中，该温度检测电路包括第一温度传感单元，第一温度传感单元被配置为获取温度信号，并将温度信号转化为对应的第一电压信号；第一信号放大单元，第一信号放大单元连接第一温度传感单元，第一信号放大单元被配置为对第一电压信号进行放大处理，以得到第二电压信号；控制单元，控制单元包括第一检测引脚和第二检测引脚，第一检测引脚连接第一温度传感单元，第二检测引脚连接第一信号放大单元，控制单元被配置为对第一电压信号和/或第二电压信号进行检测，以确定温度信号对应的温度值。通过上述方式，能够提高温度检测的精度。

Description

一种温度检测电路以及电子设备

技术领域

本申请涉及温度检测技术领域，具体涉及一种温度检测电路以及电子设备。

背景技术

一般的电子设备需要运行在合适的温度环境中，特别是类似于电池之类的电子产品，温度的异常可能造成电子设备故障带来安全隐患。温度传感器(temperaturetransducer)是指能感受温度并转换成可用输出信号的传感器。温度传感器是温度测量仪表的核心部分，品种繁多。按测量方式可分为接触式和非接触式两大类，按照传感器材料及电子元件特性分为热电阻和热电偶两类。

以热敏电阻为例，热敏电阻的电阻值随温度的变化而变化，从而可以通过检测热敏电阻的电阻值来对应计算相应的温度值。但是，热敏电阻的电阻值随温度的变化并不是线性的，当温度较高时，热敏电阻的电阻变化逐渐减小，这就导致了在不同的温度环境下，利用热敏电阻测温的精度有所不同，即温度检测结果不够准确。

实用新型内容

本申请实施例提供一种温度检测电路以及电子设备，用于解决相关技术中温度检测结果不准确的问题。

本申请提供一种温度检测电路，该温度检测电路包括：第一温度传感单元，第一温度传感单元被配置为获取温度信号，并将温度信号转化为对应的第一电压信号；第一信号放大单元，第一信号放大单元连接第一温度传感单元，第一信号放大单元被配置为对第一电压信号进行放大处理，以得到第二电压信号；控制单元，控制单元包括第一检测引脚和第二检测引脚，第一检测引脚连接第一温度传感单元，第二检测引脚连接第一信号放大单元，控制单元被配置为对第一电压信号和/或第二电压信号进行检测，以确定温度信号对应的温度值。

在一些实施例中，第一温度传感单元包括：第一电阻，第一电阻的第一端被配置为输入电源电压；热敏电阻，热敏电阻的第一端连接第一电阻的第二端，并连接第一检测引脚和第一信号放大单元，热敏电阻的第二端接地。

在一些实施例中，第一温度传感单元还包括：滤波电容，滤波电容的第一端连接热敏电阻的第一端，滤波电容的第二端接地。

在一些实施例中，第一电阻为可调电阻器。

在一些实施例中，热敏电阻为负温度系数热敏电阻。

在一些实施例中，信号放大单元包括：第一运算放大器，第一运算放大器的输出端连接第二检测引脚；第二电阻，第二电阻的第一端连接第一温度传感单元，第二电阻的第二端连接第一运算放大器的第一输入端；第三电阻，第三电阻的第一端连接第一运算放大器的第二输入端，第三电阻的第二端接地；第四电阻，第四电阻的第一端连接第一运算放大器的第二输入端，第四电阻的第二端连接第一运算放大器的输出端。

在一些实施例中，温度检测电路还包括电压跟随单元，电压跟随单元连接第一温度传感单元和第一检测引脚。

在一些实施例中，电压跟随单元包括：第二运算放大器，第二运算放大器的输出端连接第一检测引脚；第五电阻，第五电阻的第一端连接第一温度传感单元，第五电阻的第二端连接第二运算放大器的第一输入端；第六电阻，第六电阻的第一端连接第二运算放大器的第二输入端，第六电阻的第二端连接第二运算放大器的输出端。

在一些实施例中，温度检测电路还包括：第二温度传感单元，第二温度传感单元被配置为获取温度信号，并将温度信号转化为对应的第三电压信号；第二信号放大单元，第二信号放大单元连接第二温度传感单元，第二信号放大单元被配置为对第三电压信号进行放大处理，以得到第四电压信号；控制单元还包括第三检测引脚和第四检测引脚，第三检测引脚连接第二温度传感单元，第四检测引脚连接第二信号放大单元，控制单元被配置为对第一电压信号和第三电压信号进行检测，以确定温度信号对应的温度值，或对第二电压信号和第四电压信号进行检测，以确定温度信号对应的温度值。

本申请实施例提供的温度检测电路包括：第一温度传感单元，第一温度传感单元被配置为获取温度信号，并将温度信号转化为对应的第一电压信号；第一信号放大单元，第一信号放大单元连接第一温度传感单元，第一信号放大单元被配置为对第一电压信号进行放大处理，以得到第二电压信号；控制单元，控制单元包括第一检测引脚和第二检测引脚，第一检测引脚连接第一温度传感单元，第二检测引脚连接第一信号放大单元，控制单元被配置为对第一电压信号和/或第二电压信号进行检测，以确定温度信号对应的温度值。通过上述方式，实施例的温度检测电路通过两个检测通道获取两个温度值，可以适用于不同的温度环境下，能够解决在某些温度条件下热敏电阻的电阻值随温度变化不灵敏的问题，另外，还可以通过两个检测通道来适应性的满足ADC模块的检测量程，提高了最终温度的检测精度。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例，对于本领域技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本申请提供的温度检测电路第一实施例的结构示意图；

图2是本申请提供的温度检测电路第二实施例的结构示意图；

图3是本申请提供的温度检测电路第三实施例的结构示意图；

图4是本申请提供的温度检测电路第四实施例的结构示意图；

图5是本申请提供的温度检测电路第五实施例的结构示意图；

图6是本申请提供的电子设备一实施例的结构示意图。

具体实施方式

下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请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申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。

在本申请的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本申请和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本申请的限制。此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个所述特征。在本申请的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。

“A和/或B”，包括以下三种组合：仅A，仅B，及A和B的组合。

本申请中“适用于”或“被配置为”的使用意味着开放和包容性的语言，其不排除适用于或被配置为执行额外任务或步骤的设备。另外，“基于”的使用意味着开放和包容性，因为“基于”一个或多个所述条件或值的过程、步骤、计算或其他动作在实践中可以基于额外条件或超出所述的值。

在本申请中，“示例性”一词用来表示“用作例子、例证或说明”。本申请中被描述为“示例性”的任何实施例不一定被解释为比其它实施例更优选或更具优势。为了使本领域任何技术人员能够实现和使用本申请，给出了以下描述。在以下描述中，为了解释的目的而列出了细节。应当明白的是，本领域普通技术人员可以认识到，在不使用这些特定细节的情况下也可以实现本申请。在其它实例中，不会对公知的结构和过程进行详细阐述，以避免不必要的细节使本申请的描述变得晦涩。因此，本申请并非旨在限于所示的实施例，而是与符合本申请所公开的原理和特征的最广范围相一致。

参阅图1，图1是本申请提供的温度检测电路第一实施例的结构示意图，该温度检测电路100包括第一温度传感单元11、第一信号放大单元21和控制单元30，第一信号放大单元21连接第一温度传感单元11，控制单元30包括第一检测引脚ADC1和第二检测引脚ADC2，第一检测引脚ADC1连接第一温度传感单元11，第二检测引脚ADC2连接第一信号放大单元21。

可选地，第一温度传感器11中至少包括一热敏电阻，热敏电阻一般采用的是导体材料，大多为负温度系数，即阻值随温度增加而降低。温度变化会造成大的阻值改变，因此它是最灵敏的温度传感器。但热敏电阻的线性度极差，并且与生产工艺有很大关系。

热敏电阻体积非常小，对温度变化的响应也快。但热敏电阻需要使用电流源，小尺寸也使它对自热误差极为敏感。热敏电阻在两条线上测量的是绝对温度，有较好的精度，但它比热偶贵，可测温度范围也小于热偶。一种常用热敏电阻在25℃时的阻值为5kΩ，每1℃的温度改变造成200Ω的电阻变化。注意10Ω的引线电阻仅造成可忽略的0.05℃误差。它非常适合需要进行快速和灵敏温度测量的电流控制应用。尺寸小对于有空间要求的应用是有利的，但必须注意防止自热误差。

其中，第一温度传感单元11被配置为获取温度信号，并将温度信号转化为对应的第一电压信号V1；第一信号放大单元21被配置为对第一电压信号V1进行放大处理，以得到第二电压信号V2；控制单元被30配置为对第一电压信号V1和/或第二电压信号V2进行检测，以确定温度信号对应的温度值。

可选地，控制单元30中集成有模数转换模块(ADC)，主要用于将模拟信号转变为数字信号。模数转换一般要经过采样、量化和编码这几个步骤。采样是指用每隔一定时间的信号样值序列来代替原来在时间上连续的信号，也就是在时间上将模拟信号离散化。量化是用有限个幅度值近似原来连续变化的幅度值，把模拟信号的连续幅度变为有限数量的有一定间隔的离散值。编码则是按照一定的规律，把量化后的值用二进制数字表示，然后转换成二值或多值的数字信号流。

本实施例中，温度检测主要包括了两个检测通道：

第一检测通道是直接将第一温度传感单元11进行温度检测确定的第一电压信号V1输入至第一检测引脚ADC1，以进行后续的模数转换为以确定第一电压信号V1对应的电压值、电压值对应的电阻值、电阻值对应的温度值，从而获取温度检测结果。

第二检测通道是将第一温度传感单元11进行温度检测确定的第一电压信号V1先进行信号放大处理得到第二电压信号V2，再将第二电压信号V2输入至第二检测引脚ADC2，以进行后续的模数转换为以确定第二电压信号V2对应的电压值、电压值对应的电阻值、电阻值对应的温度值，从而获取温度检测结果。

可以理解地，上述采用两个检测通道的检测方式主要是考虑到以下因素：

第一，热敏电阻的电阻值随温度变化并不是呈线性关系的，当温度达到一定的值后，随着温度的变化，热敏电阻的电阻值变化的很小，表现为热敏电阻两端的电压的变化也非常小，这就对ADC模块的测量精度提出了更高的要求，当ADC精度不够时，则无法检测出电压的细微变化。

因此，本实施例中的第二检测通道可以在电压信号检测之前，对其进行信号放大处理，进而将电压的细微变化放大，便于ADC模块进行检测。

第二，ADC模块具有一定的量程，对于一般的测量装置，若待测目标的测量值位于量程的中间区域，测量结果更为准确，若待测目标的测量值位于量程的边缘区域，测量结果一般误差较大。例如，ADC模块的量程为0％-100％，若待测目标的测量值在量程的10％-90％，则符合测量要求，若待测目标的测量值在0％-10％或者90％-100％，则测量结果可能会出现偏差，不符合测量要求。

因此，本实施例中的第二检测通道可以在电压信号不符合ADC的量程要求时，对电压信号进行放大处理，进而满足ADC模块的量程要求，便于提高测量精度。

可选地，在一实施例中，通过上述的第一检测通道可以确定对应的第一温度值，以及通过上述的第二检测通道可以确定对应的第二温度值，可以通过以下的方式来确定最终的检测结果。

方式一：基于第一温度值和第二温度值的温度区间确定最终结果。

可以预先设置两个温度区间，当热敏电阻置于第一温度区间的环境时，其电阻值随温度变化较大，当热敏电阻置于第二温度区间的环境时，其电阻值随温度变化较小。因此，当第一温度值和第二温度值位于第一温度区间时，热敏电阻的电阻值随温度变化正常，取第一温度值作为最终结果，当第一温度值和第二温度值位于第二温度区间时，热敏电阻的电阻值随温度变化缓慢，取第二温度值作为最终结果。

例如，以NTC热敏电阻为例，其在高温条件下，随温度变化电阻值变化缓慢。假如环境温度为-40℃-150℃，可以划定第一温度区间为-40℃-60℃，第二温度区间为60℃-150℃，所以当当第一温度值和第二温度值位于-40℃-60℃，取第一温度值作为最终结果，当第一温度值和第二温度值位于60℃-150℃，取第二温度值作为最终结果。

方式二：基于第一温度值和第二温度值对应的ADC量程确定最终结果。

可以先确定第一检测通道确定的第一温度值，并判断第一温度值在ADC模块的量程的范围，若第一温度值在ADC量程的中间范围，如10％-90％，则直接将第一温度值确定为最终结果；若第一温度值在ADC量程的边缘范围或超出ADC量程的范围，则认为第一检测通道的精度已经不能满足需求，则采用第二温度值确定为最终结果。

其他方式：除了上述两种方式外，还可以采用其他方式来确定，例如直接求第一温度值和第二温度值的平均值来确定最终结果。

本实施例提供的温度检测电路包括：第一温度传感单元，第一温度传感单元被配置为获取温度信号，并将温度信号转化为对应的第一电压信号；第一信号放大单元，第一信号放大单元连接第一温度传感单元，第一信号放大单元被配置为对第一电压信号进行放大处理，以得到第二电压信号；控制单元，控制单元包括第一检测引脚和第二检测引脚，第一检测引脚连接第一温度传感单元，第二检测引脚连接第一信号放大单元，控制单元被配置为对第一电压信号和/或第二电压信号进行检测，以确定温度信号对应的温度值。通过上述方式，实施例的温度检测电路通过两个检测通道获取两个温度值，可以适用于不同的温度环境下，能够解决在某些温度条件下热敏电阻的电阻值随温度变化不灵敏的问题，另外，还可以通过两个检测通道来适应性的满足ADC模块的检测量程，提高了最终温度的检测精度。

参阅图2，图2是本申请提供的温度检测电路第二实施例的结构示意图，该温度检测电路100包括第一温度传感单元11、第一信号放大单元21和控制单元30。

其中，控制单元30包括第一检测引脚ADC1和第二检测引脚ADC2，第一温度传感单元11包括第一电阻R1和热敏电阻R0，第一电阻R1的第一端被配置为输入电源电压VCC；热敏电阻R0的第一端连接第一电阻R1的第二端，并连接第一检测引脚ADC1和第一信号放大单元21，热敏电阻R0的第二端接地GND，第二检测引脚ADC2连接第一信号放大单元21。

其中，第一电阻R1用于对电源电压VCC进行分压，即：

V1＝VCC*R0/(R1+R0)

可选地，在一实施例中，该第一电阻R1被配置为电阻可调，例如可以采用电位器。

可选地，在一实施例中，热敏电阻R0为负温度系数热敏电阻，即其电阻值随温度的升高而降低。

可选地，第一温度传感单元11还包括滤波电容C1，滤波电容C1的第一端连接热敏电阻R0的第一端，滤波电容C1的第二端接地GND。

在本实施例中，由于热敏电阻R0为负温度系数热敏电阻，当温度越高时，热敏电阻R0的电阻值越低，进而热敏电阻R0两端的电压(即第一电压信号V1)的电压也越低。若采用第一通道检测，一来电压值变化不灵敏，二来电压值太低可能位于ADC量程的边缘区间，第一温度值可能不太准确。通过第二检测通道的信号放大，使得微小的电压变化也被放大，而且更加符合ADC模块的检测量程。

参阅图3，图3是本申请提供的温度检测电路第三实施例的结构示意图，该温度检测电路100包括第一温度传感单元11、第一信号放大单元21和控制单元30。

其中，信号放大单元包括第一运算放大器U1、第二电阻R2、第三电阻R3和第四电阻R4。第一运算放大器U1的输出端连接第二检测引脚ADC2；第二电阻R2的第一端连接第一温度传感单元11，第二电阻R2的第二端连接第一运算放大器U1的第一输入端(正相输入端)；第三电阻R3的第一端连接第一运算放大器U1的第二输入端(反相输入端)，第三电阻R3的第二端接地GND；第四电阻R4的第一端连接第一运算放大器U1的第二输入端，第四电阻R4的第二端连接第一运算放大器U1的输出端。

可以理解地，上述的第一信号放大单元21主要是一同相比例运算放大电路，其中：

V2＝(1+R4/R3)V1

因此，可以通过调节第三电阻R3和第四电阻R4的电阻值，来控制第一信号放大单元21的放大倍数。

参阅图4，图4是本申请提供的温度检测电路第四实施例的结构示意图，该温度检测电路100包括第一温度传感单元11、第一信号放大单元21、控制单元30和电压跟随单元40，电压跟随单元40连接第一温度传感单元11和第一检测引脚ADC1。

其中，电压跟随单元40包括第二运算放大器U2、第五电阻R5和第六电阻R6，第二运算放大器U2的输出端连接第一检测引脚ADC1；第五电阻R5的第一端连接第一温度传感单元11，第五电阻R5的第二端连接第二运算放大器U2的第一输入端(正相输入端)；第六电阻R6的第一端连接第二运算放大器U2的第二输入端(反相输入端)，第六电阻R6的第二端连接第二运算放大器U2的输出端。

可以理解地，电压跟随器的作用是阻抗匹配，避免ADC采样过程对热敏电阻两端电压(V1)的影响。

参阅图5，图5是本申请提供的温度检测电路第五实施例的结构示意图，该温度检测电路100包括第一温度传感单元11、第一信号放大单元21、第二温度传感单元12、第二信号放大单元22和控制单元30，控制单元30包括第一检测引脚ADC1、第二检测引脚ADC2、第三检测引脚ADC3和第四检测引脚ADC4。

其中，第一信号放大单元21连接第一温度传感单元11，第一检测引脚ADC1连接第一温度传感单元11，第二检测引脚ADC2连接第一信号放大单元21。第二信号放大单元22连接第二温度传感单元12，第三检测引脚ADC3连接第二温度传感单元12，第四检测引脚ADC4连接第二信号放大单元22。

进一步，第一温度传感单元11被配置为获取温度信号，并将温度信号转化为对应的第一电压信号V1；第一信号放大单元21被配置为对第一电压信号V1进行放大处理，以得到第二电压信号V2。第二温度传感单元12被配置为获取温度信号，并将温度信号转化为对应的第三电压信号V3；第二信号放大单元22被配置为对第三电压信号V3进行放大处理，以得到第四电压信号V4。

进一步，控制单元30被配置为对第一电压信号V1和第三电压信号V3进行检测，以确定温度信号对应的温度值，或对第二电压信号V2和第四电压信号V4进行检测，以确定温度信号对应的温度值。

具体地，可以根据第一电压信号V1和第三电压信号V3来确定第一检测通道的第一温度值，例如取平均值的方式，也可以根据第二电压信号V2和第四电压信号V4来确定第二检测通道的第二温度值，例如取平均值的方式。而基于两个检测通道来确定最终检测结果，可以参考上述第一实施例，这里不再赘述。

参阅图6，图6是本申请提供的电子设备一实施例的结构示意图，该电子设备600包括温度检测电路100，该温度检测电路100是如上述实施例中介绍的温度检测电路。

其中，该电子设备600可以是包括温度检测功能的设备，在一实施例中，该电子设备600可以是汽车，其温度检测功能主要应用于对汽车的BMS(电池管理)***中的电池箱内进行温度检测。

以上对本申请实施例进行了详细介绍，本文中应用了具体个例对本申请的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本申请的方法及其核心思想；同时，对于本领域的技术人员，依据本申请的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，综上所述，本说明书内容不应理解为对本申请的限制。

Claims (10)

1.一种温度检测电路，其特征在于，所述温度检测电路包括：

第一温度传感单元，所述第一温度传感单元被配置为获取温度信号，并将所述温度信号转化为对应的第一电压信号；

第一信号放大单元，所述第一信号放大单元连接所述第一温度传感单元，所述第一信号放大单元被配置为对所述第一电压信号进行放大处理，以得到第二电压信号；

控制单元，所述控制单元包括第一检测引脚和第二检测引脚，所述第一检测引脚连接所述第一温度传感单元，所述第二检测引脚连接所述第一信号放大单元，所述控制单元被配置为对所述第一电压信号和/或所述第二电压信号进行检测，以确定所述温度信号对应的温度值。

2.根据权利要求1所述的温度检测电路，其特征在于，

所述第一温度传感单元包括：

第一电阻，所述第一电阻的第一端被配置为输入电源电压；

热敏电阻，所述热敏电阻的第一端连接所述第一电阻的第二端，并连接所述第一检测引脚和所述第一信号放大单元，所述热敏电阻的第二端接地。

3.根据权利要求2所述的温度检测电路，其特征在于，

所述第一温度传感单元还包括：

滤波电容，所述滤波电容的第一端连接所述热敏电阻的第一端，所述滤波电容的第二端接地。

4.根据权利要求2所述的温度检测电路，其特征在于，

所述第一电阻为可调电阻器。

5.根据权利要求2所述的温度检测电路，其特征在于，

所述热敏电阻为负温度系数热敏电阻。

6.根据权利要求1所述的温度检测电路，其特征在于，

所述信号放大单元包括：

第一运算放大器，所述第一运算放大器的输出端连接所述第二检测引脚；

第二电阻，所述第二电阻的第一端连接所述第一温度传感单元，所述第二电阻的第二端连接所述第一运算放大器的第一输入端；

第三电阻，所述第三电阻的第一端连接所述第一运算放大器的第二输入端，所述第三电阻的第二端接地；

第四电阻，所述第四电阻的第一端连接所述第一运算放大器的第二输入端，所述第四电阻的第二端连接所述第一运算放大器的输出端。

7.根据权利要求1所述的温度检测电路，其特征在于，

所述温度检测电路还包括电压跟随单元，所述电压跟随单元连接所述第一温度传感单元和所述第一检测引脚。

8.根据权利要求7所述的温度检测电路，其特征在于，

所述电压跟随单元包括：

第二运算放大器，所述第二运算放大器的输出端连接所述第一检测引脚；

第五电阻，所述第五电阻的第一端连接所述第一温度传感单元，所述第五电阻的第二端连接所述第二运算放大器的第一输入端；

第六电阻，所述第六电阻的第一端连接所述第二运算放大器的第二输入端，所述第六电阻的第二端连接所述第二运算放大器的输出端。

9.根据权利要求1所述的温度检测电路，其特征在于，

所述温度检测电路还包括：

第二温度传感单元，所述第二温度传感单元被配置为获取温度信号，并将所述温度信号转化为对应的第三电压信号；

第二信号放大单元，所述第二信号放大单元连接所述第二温度传感单元，所述第二信号放大单元被配置为对所述第三电压信号进行放大处理，以得到第四电压信号；

所述控制单元还包括第三检测引脚和第四检测引脚，所述第三检测引脚连接所述第二温度传感单元，所述第四检测引脚连接所述第二信号放大单元，所述控制单元被配置为对所述第一电压信号和所述第三电压信号进行检测，以确定所述温度信号对应的温度值，或对所述第二电压信号和所述第四电压信号进行检测，以确定所述温度信号对应的温度值。

10.一种电子设备，其特征在于，所述电子设备包括如权利要求1-9任一项所述的温度检测电路。

Images