[发明专利]一种基于NTC温度传感器的高精度温度采集电路及方法

说明书

本发明提供一种基于NTC温度传感器的高精度温度采集电路及方法，所述电路包括NTC温度传感器阵列、稳压源、AD转换器、控制器、外部接口、标准电阻阵列、第一开关阵列以及第二开关阵列，所述第一开关阵列和第二开关阵列分别连通所述标准电阻阵列中的其中一个和所述NTC温度传感器阵列中的其中一个；所述AD转换器用于采集所述连通的标准电阻和所述连通的NTC温度传感器之间的分压信号，并进行模数转换；所述控制器用于提供开关选择信号以及计算所述NTC温度传感器的温度值；所述外部接口用于将采集的数据提供给外部设备。本发明的电路在宽采集温度范围内均可获得较好精度，且开发成本低，易于实现。

技术领域

本发明涉及一种温度采集电路，具体涉及一种基于NTC温度传感器的高精度温度采集电路。

背景技术

目前，NTC（负温度系数）温度传感器的应用越来越广泛，在新能源汽车中的电机和动力电池等部件都用到NTC温度传感器。当前，常需测量温度的范围一般集中在-20至65℃，测量的温度精度在±2℃的范围内，所采用的测量电路一般有电阻分压法和恒流源激励法，然而，上述两种方法存在以下缺陷：

1、恒流源电路相对复杂，检测电路的温度适应性较差，较难满足环境苛刻条件下温度应用；为解决恒流源测温电路的温度适应性，就需要花费高成本高精度的电子器件，检测电路的性价比就会降低很多。

2、电阻分压法，检测电路简单，结合单片机技术能够很方便的实现温度测量。但是由于NTC传感器的特性是阻值会随不同温度的变化而变化，变化范围达1000倍以上，MCU的AD位数一般为10位或12位，加上采集的系统噪声，测量的误差难以满足全温度条件下的高精度温度测量。

3、在新能源汽车或一些储能动力电池应用，温度测量范围扩展到-40℃～125℃或-40℃～150℃，需要测量的温度范围比传统温度范围扩大一倍，对测量的精度进一步产生影响，测量的误差最大可到达±3℃。

发明内容

本发明的目的是：针对现有的基于NTC温度传感器的温度采集电路，其测量的温度精度偏低、温度适应性差的问题，提出一种改善温度采集精度的电路。

为达到上述目的，本发明的技术方案为：一种基于NTC温度传感器的高精度温度采集电路，包括标准电阻阵列、第一开关阵列、NTC温度传感器阵列、第二开关阵列、稳压源、AD转换器、控制器以及外部接口单元，其中，

所述NTC温度传感器用于采集周围环境的温度；

所述稳压源用于给系统提供稳定电压源；

所述第一开关阵列与所述标准电阻阵列连接，用于在所述控制器的控制下选择连通所述标准电阻阵列中的其中一个，所述标准电阻为所述NTC温度传感器的温度范围划分成若干个区间后每个区内间的温度值所对应的电阻阻值的中间值；

所述第二开关阵列与所述NTC温度传感器阵列连接，用于在所述控制器的控制下选择连通所述NTC温度传感器阵列中的其中一个；

所述AD转换器用于采集所述连通的标准电阻和所述所连通的NTC温度传感器之间的分压信号，并将所述分压信号进行模数转换；

所述控制器用于为所述第一开关阵列和所述第二开关阵列提供开关选择信号以及根据所述AD转换器的数字分压信号、所述标准电阻值以及所述稳压源的电压值计算所述NTC温度传感器的在当前环境下的阻值和温度值；

所述外部接口用于将所述NTC温度传感器的温度值提供给外部设备。

优选地，所述控制器还包括判断模块，用于判断所述数字分压信号的电压值是否处于所述稳压源电压值的35%至65%范围之内。

优选地，所述基于NTC温度传感器的高精度温度采集电路还包括诊断单元，所述诊断单元包括参考电阻，所述参考电阻为已知阻值的备用电阻，所述参考电阻通过所述第二开关阵列连接至整个电路。