[发明专利]宽电阻范围信号采集电路及相应的采集的方法

说明书

本发明涉及一种宽电阻范围信号采集电路及相应的采集的方法，其中，所述的电路结合所述的方法通过量程检测模块对所要检测的电阻信号的量程进行采样，由电阻选择模块根据所述的量程，确定所述的量程所属的范围，并根据所述的量程所属的范围控制所述的上拉电阻模块提供不同的阻值，从而选出与量程对应的电阻进行信号采集，以满足对更宽地电阻范围信号进行精确地采集。采用该宽电阻范围信号采集电路及相应的采集的方法，具备精准测量，适用范围广泛、成本较低的特点。

技术领域

本发明涉及汽车电子控制技术技术领域，尤其涉及汽车组合仪表的硬件功能检测的技术领域，具体是指一种宽电阻范围信号采集电路。

背景技术

车载仪表电阻信号有很多，如传统信号有油量信号，其范围为0～180Ω，而在整车车中这种信号更多。传统的做法是使用一个上拉电阻采集信号，一般无法满足宽电阻范围的采集，遇到宽电阻范围信号只能精确采集报警点附近的电阻值无法精确采样全量程范围的电阻信号。当前许多主机厂及司机客户不再仅仅满足报警灯能够报警，还要求在屏上显示这些信号物理量，例如，环境温度、机油温度等，屏幕显示界面如图1所示，从图中可以看出，有需要进行温度显示的需求，而传统电路在量程极限位置分辨率很差，不能满足用户需求。

以环境温度显示为例，假设客户要求显示-40～100摄氏度范围的数值，则结合下表1可知，相应的范围内的电阻值应为50k～210欧母左右，表1中第一列为温度，其单位为摄氏度，第二列为电阻值，第三列为电阻下限，第四列为电阻上限：

表1

而如果想要显示机油温度，机油温度需要在100度报警。但是同时小于-40度与大于等于140度均需要诊断，就需要将电阻范围按照功能定义为20欧姆与36K。由此可知，若要满足测试需求，所需要电阻的范围特别大。

在非车载电子领域是有办法测量不同量程的电阻值。但方法往往是使用拨码开关或者继电器来实现甚至选择高成本的电子开关。这样做显然不符合车载仪表自动化、低价化的需求。

如图2所示，现有技术中的采样电路包含了电阻R104、电阻R92及电容C45，通过在电阻R104与电阻R92连接处引出一端进行电阻信号采集，并将该信号输送至外部传感器，如图3所示，外部传感器可被认为是个变阻器。如果要求采用该电路进行油量信号的采集，若油量信号范围是0～180Ω那R104选择200欧姆就比较合适。如果传感器范围是1K～5K。R104选择2K会比较合适。但是如果遇到温度传感器范围是200Ω～50K。这个时候R104无论如何选择电阻值都会顾此失彼，理由如下：

如果选择200欧姆，在小电阻范围内采集会比较准，以单片机常用的10位AD转换器为例，10位AD转换器最多会生出1024个AD值，实测电压与采样AD值之间的换算公式为：AD＝(实测电压值/AD转换器参考电压值)×1024。下面的计算中“AD转换器参考电压值”用5V代入，则具体计算如下：

对于200欧姆的传感器信号采样到的电压值为

对于201欧姆的传感器信号采样到的电压值为

此阶段电阻值即便相差1欧姆，AD值已经有区别可以识别；

对于40K的传感器信号采样到的电压值为

对于38K的传感器信号采样到的电压值为

此时传感器电阻值相差2K，AD都无法识别了。此时最小分辨率已经大于5％，客户无法接受。

如果上拉电阻使用较大值，如10K那么可以预见到大电阻值的采样会准确很多，但小电阻值的采样分辨率会很差。

发明内容

本发明的目的是克服了上述现有技术的缺点，提供一种可靠、精度高、可有效满足用户需求的宽电阻范围信号采集电路。