[发明专利]一种车用排气温度采集系统

权利要求书

1.一种车用排气温度采集系统，其特征在于，包括置于待测排气环境的热电偶传感器和置于汽车冷端环境的采集装置，所述热电偶传感器与所述采集装置通过导线连接；

所述采集装置包括电压采集电路、外部励磁电流源电路和微控制器；

所述电压采集电路分别与所述热电偶传感器和所述微控制器相连；所述外部励磁电流源电路连接于所述微控制器；

所述电压采集电路用于采集所述热电偶传感器产生的差动电压信号，并将所述差动电压信号经增益放大后的电压信号输入至所述微控制器；

所述外部励磁电流源电路用于提供恒定电流并测量冷端环境的冷端电压，并将所测冷端电压信号传输至所述微控制器；

所述微控制器用于将所述冷端电压信号换算后得到冷端温度信号，进而将所述冷端温度信号线性转换为冷端补偿电压信号以对所述热电偶传感器产生的差动电压信号进行冷端补偿得到所述热电偶传感器的绝对电压信号，通过所述微控制器计算出待测排气的实际温度。

2.根据权利要求1所述的一种车用排气温度采集系统，其特征在于，所述微控制器包括A/D转换模块、SPI通信模块、数据处理模块和CAN通信模块；

所述A/D转换模块的输入端连接于所述外部励磁电流源电路，其输出端连接于所述数据处理模块的第一输入端；所述SPI通信模块的输入端连接于所述电压采集电路，其输出端连接于所述数据处理模块的第二输入端；所述数据处理模块的输出端连接于所述CAN通信模块的输入端；所述CAN通信模块的输出端连接于外部通信接收装置；

所述SPI通信模块用于设定电压可变增益电路的增益大小；所述A/D转化模块用于接收所述冷端电压信号并将其传输至所述数据处理模块；所述数据处理模块用于计算排气的实时温度，并通过所述CAN通信模块将实时温度信息发送至上位机。

3.根据权利要求1或2所述的一种车用排气温度采集系统，其特征在于，所述电压采集电路包括电压偏置电路、线性参考电源电路、电压可变增益电路和A/D采集电路；

所述电压偏置电路连接于所述热电偶传感器，所述电压偏置电路还通过所述电压可变增益电路连接于所述A/D采集电路，所述电压可变增益电路连接于所述微控制器，所述线性参考电源电路连接于所述A/D采集电路；

所述电压偏置电路用于为所述热电偶传感器产生的差动电压信号提供稳定的基准电位；所述线性参考电源电路电压用于为所述差动电压信号采集提供稳定的参考电压；所述电压可变增益电路用于放大所述差动电压信号，并将放大后的差动电压信号传输至所述A/D采集电路；所述A/D采集电路用于采集放大后的差动电压信号，并将其传输至所述微控制器。

4.根据权利要求3所述的一种车用排气温度采集系统，其特征在于，所述电压偏置电路包括电容器C1、电容器C2、电容器C3、电阻R1和电阻R2；

所述电容器C2与所述电容器C3串联后与所述电容器C1并联，所述电阻R1串联于所述电阻R2；

所述热电偶传感器两端的电压信号V1和电压信号V2输入至所述电压偏置电路，电压信号V2与所述线性参考电源电路输出电压经过电阻R1和电阻R2分压后提供的电压偏置相连；所述电容器C1、电容器C2和电容器C3用于将所述电压信号V1和电压信号V2滤波后通入所述电压可变增益电路。

5.根据权利要求4所述的一种车用排气温度采集系统，其特征在于，所述微控制器还用于根据差动电压的范围设定所述电压可变增益电路的增益大小，所述电压可变增益电路对电压信号V1和电压信号V2间的电压差进行放大后的电压信号被所述A/D转换电路采集。

6.根据权利要求5所述的一种车用排气温度采集系统，其特征在于，所述A/D转换电路采集的电压值为

其中，GAIN为增益倍数，VREFP为线性参考电源电路的输出电压，VREFN为接地端电压。

7.根据权利要求6所述的一种车用排气温度采集系统，其特征在于，所述线性参考电源电路的输出电压为4V。