具有自校正功能的紅外熱電堆溫度傳感器的溫度計(jì)算模塊及溫度計(jì)算方法
【專利摘要】本發(fā)明提供一種具有自校正功能的紅外熱電堆溫度傳感器溫度計(jì)算方法，包括采用乘除法運(yùn)算實(shí)現(xiàn)響應(yīng)率R校正計(jì)算VP=Vres*△V2/△V1；根據(jù)VP和T0產(chǎn)生二維查找表地址；基于雙線性插值方法對待測物體溫度T1進(jìn)行計(jì)算，首先對二維查找表單元輸出數(shù)據(jù)VP分段進(jìn)行線性插值，然后再對本地溫度T0分段進(jìn)行線性插值后輸出待測物體溫度T1。本發(fā)明還提供了實(shí)現(xiàn)上述溫度計(jì)算方法的溫度計(jì)算模塊，包括：乘除法邏輯單元，地址產(chǎn)生模塊，二維查找表單元，插值運(yùn)算單元。本發(fā)明可以減小溫度計(jì)算模塊的電路規(guī)模，提高紅外熱電堆溫度傳感器的溫度測量精度。
【專利說明】具有自校正功能的紅外熱電堆溫度傳感器的溫度計(jì)算模塊及溫度計(jì)算方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及紅外熱電堆溫度傳感器溫度計(jì)算領(lǐng)域，尤其是一種具有自校正功能的紅外熱電堆溫度傳感器溫度計(jì)算方法和相應(yīng)的紅外熱電堆溫度傳感器電路。
【背景技術(shù)】
[0002]紅外熱電堆溫度傳感器的原理是塞貝克效應(yīng):由逸出功不同的兩種導(dǎo)電材料所組成的閉合回路，當(dāng)兩接觸點(diǎn)處溫度不同時，由于溫度梯度使得材料內(nèi)部的載流子向溫度低的一端移動，在溫度低的一端形成電荷積累，回路中就會產(chǎn)生熱電勢，這種結(jié)構(gòu)被稱為熱電偶，一系列熱電偶串聯(lián)組成熱電堆，通過測量熱電堆兩端的電壓變化即可計(jì)算得到待測物體的溫度。
[0003]具有自校正功能的紅外熱電堆溫度傳感器溫度測量原理:校正階段，校正電阻導(dǎo)通發(fā)熱，獲得校正電阻發(fā)熱致熱電堆輸出壓差A(yù) V1和校正電阻兩端的電壓Vms ;溫度測量階段:校正電阻關(guān)斷，待測物體發(fā)熱，采集待測物體發(fā)熱致熱電堆輸出壓差A(yù) V2和本地溫度T00利用以上四個值，計(jì)算得到待測物體溫度1\。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明的目的在于 提供一種實(shí)現(xiàn)上述紅外熱電堆溫度傳感器中的溫度計(jì)算方法和溫度計(jì)算模塊。本發(fā)明采用的技術(shù)方案是:
[0005]一種具有自校正功能的紅外熱電堆溫度傳感器溫度計(jì)算方法，包括下述步驟:
[0006]步驟a.校正電阻通電發(fā)熱，加熱熱電堆；采集數(shù)字化后的校正電阻發(fā)熱致熱電堆輸出壓差A(yù) V1 ;采集數(shù)字化后的校正電阻兩端電壓Vres ；
[0007]步驟b.校正電阻斷電，采集數(shù)字化后的待測物體發(fā)熱致熱電堆輸出壓差A(yù) V2 ;采集數(shù)字化后的本地溫度Tci ；
[0008]Vres,A V1^AV2和T。均為八位數(shù)字量；
[0009]步驟c.根據(jù)V_、A V1和A V2進(jìn)行乘除法運(yùn)算實(shí)現(xiàn)響應(yīng)率R校正得到待測物體發(fā)熱等效電壓vp，其中Vp與\es、A V1和A V2之間的關(guān)系為
[0010]Vp=Vres* A V2/ A V1 ；Vp由下述公式推導(dǎo)得出:
[0011]
【權(quán)利要求】
1.一種具有自校正功能的紅外熱電堆溫度傳感器溫度計(jì)算方法，其特征在于，包括下述步驟: 步驟a.校正電阻通電發(fā)熱，加熱熱電堆；采集數(shù)字化后的校正電阻發(fā)熱致熱電堆輸出壓差A(yù) V1 ;采集數(shù)字化后的校正電阻兩端電壓Vres ； 步驟b.校正電阻斷電，采集數(shù)字化后的待測物體發(fā)熱致熱電堆輸出壓差A(yù) V2 ;采集數(shù)子化后的本地溫度Ttl ； Vres> A %、A V2和Ttl均為八位數(shù)字量； 步驟c.根據(jù)V_、A V1和A V2進(jìn)行乘除法運(yùn)算實(shí)現(xiàn)響應(yīng)率R校正得到待測物體發(fā)熱等效電壓VP，其中Vp與\es、A V1和A V2之間的關(guān)系為Vp=Vres* A V2/ A V1 ；VP由下述公式推導(dǎo)得出:
2.一種實(shí)現(xiàn)如權(quán)利要求1所述溫度計(jì)算方法的具有自校正功能的紅外熱電堆溫度傳感器的溫度計(jì)算模塊，其特征在于，包括:包括乘除法邏輯單元(9)，地址產(chǎn)生模塊(10)，二維查找表單元(11)，插值運(yùn)算單元(12)； 數(shù)字化后的校正電阻兩端電壓Vres、數(shù)字化后的校正電阻發(fā)熱致熱電堆輸出壓差A(yù) V1和數(shù)字化后的待測物體發(fā)熱致熱電堆輸出壓差A(yù) V2作為乘除法邏輯單元(9)的輸入；乘除法邏輯單元(9)的輸出、Ttl與地址產(chǎn)生模塊(10)的輸入端相連；地址產(chǎn)生模塊(10)的輸出端連接到二維查找表單元(11)的輸入端；乘除法邏輯單元(9)的輸出、二維查找表單元(11)的輸出和數(shù)字化后的本地溫度Ttl與插值運(yùn)算單元(12)的輸入端相連； 乘除法邏輯單元(9)用于根據(jù)Vres、A V1和A V2產(chǎn)生待測物體發(fā)熱等效電壓Vp ；Vp=Vres* A V2/ A V1 地址產(chǎn)生模塊(10)用于根據(jù)Vp和Ttl產(chǎn)生四個相鄰的二維查找表的地址:
(VP[7:4],T0[7:4]), (VP[7:4]+1,T0[7:4]), (VP[7:4],T0[7:4]+1), (VP[7:4]+1,T0[7:4]+l);其中 Vp[7:4]和 Ttl[7:4]為 Vp 和 Ttl 的高四位； 所述二維查找表單元(11)由二維查找表構(gòu)成，二維查找表中T1與Vp和Ttl之間的關(guān)系如下式所示，
【文檔編號】G01J5/12GK103674285SQ201310633878
【公開日】2014年3月26日 申請日期:2013年11月30日 優(yōu)先權(quán)日:2013年11月30日
【發(fā)明者】徐中龍, 李佳, 王瑋冰 申請人:江蘇物聯(lián)網(wǎng)研究發(fā)展中心