本發(fā)明屬于溫度檢測，涉及一種溫度采樣方法和回路。

背景技術(shù)：

1、溫度數(shù)據(jù)采樣在工業(yè)生產(chǎn)、產(chǎn)品測試、科研試驗和日常生活中有著廣泛的需求，采樣數(shù)據(jù)是否準(zhǔn)確可靠將影響到生產(chǎn)產(chǎn)品的質(zhì)量和整個測試結(jié)果的可靠性。無論是電動汽車用動力電芯，還是電化學(xué)儲能用儲能電芯，對電芯溫度的快速精準(zhǔn)采樣都是研究和工程應(yīng)用關(guān)注的重點。特別是在電池學(xué)電池儲能領(lǐng)域，溫度作為電芯的重要參數(shù)之一，不僅是是其經(jīng)濟運行優(yōu)化的重要參數(shù)依據(jù)，同時是電池安全運行的核心參數(shù)。隨著電化學(xué)儲能電站的大建，對溫度采樣的精度等需求不斷提升。

2、目前，針對電化學(xué)儲能電站電芯溫度采樣，或其他需要大量溫度測量采樣的工程應(yīng)用場景下，采樣設(shè)備基本采用如圖1所示的電路設(shè)計，基于集成采樣芯片的電阻分壓法進行，首先根據(jù)分壓公式計算得到熱敏電阻的當(dāng)前阻值，然后通過以下兩種方法進一步得到當(dāng)前溫度：(1)插值查表法：依據(jù)熱敏電阻傳感器廠家提供的阻值-溫度表進行查找，尋找當(dāng)前阻值下對應(yīng)的溫度，由于廠家提供的阻值表分辨率僅在1℃，分辨力較低，相鄰溫度對應(yīng)阻值差異較大，因此進一步通過均值插值法得到較準(zhǔn)確值，但該種方法無法解決溫度與阻值的非線性關(guān)系，特別是在高低溫兩端采樣時，誤差較大，使得獲得溫度值并不精確。(2)擬合公式算法：依據(jù)熱敏電阻對應(yīng)的r-t公式：直接計算出采樣溫度。其中，rt為熱敏電阻在t1溫度下的阻值，r0是熱敏電阻在t0常溫下的標(biāo)稱阻值，b值是熱敏電阻的重要參數(shù)。該方法僅適用在0～85℃范圍內(nèi)的溫度采樣，無法滿足工程應(yīng)用中的寬溫度范圍采樣需求，超出適用范圍時誤差較大，此外各廠家所生產(chǎn)的熱敏電阻性能也存在一定差異，按公式計算也會導(dǎo)致采樣誤差較大，使得溫度采樣精度較低。

技術(shù)實現(xiàn)思路

1、本發(fā)明的目的在于提供一種溫度采樣方法和電路，用以解決現(xiàn)有的溫度采樣時存在的采樣精度低及適用范圍窄的問題。

2、本發(fā)明為解決上述技術(shù)問題而提供的溫度采樣方法包括以下步驟：

3、1)根據(jù)所需溫度范圍，利用r-t公式計算所需溫度范圍內(nèi)各溫度值t’對應(yīng)的熱敏電阻傳感器阻值r’，稱該組數(shù)據(jù)為第一數(shù)組(r’，t’)；

4、2)根據(jù)熱敏電阻傳感器標(biāo)準(zhǔn)溫度和阻值關(guān)系，以第一數(shù)組(r’，t’)為數(shù)據(jù)源，根據(jù)設(shè)定的阻值分界點進行分段擬合，以得到表征溫度與阻值關(guān)系的第一分段擬合公式；

5、3)依據(jù)所述第一分段擬合公式，得到與熱敏電阻傳感器阻值對應(yīng)的熱敏電阻傳感器測量溫度。

6、本發(fā)明基于r-t溫度計算公式，針對不同廠家溫度傳感器進行適應(yīng)，滿足寬測量范圍下高精度的溫度采樣需求，克服了插值查表法溫度時采樣精度低的問題，解決了傳統(tǒng)r-t計算公式無法滿足工程應(yīng)用中的寬溫度范圍采樣需求及采樣精度低的問題。

7、進一步地，步驟3)中，所述依據(jù)所述第一分段擬合公式，得到與熱敏電阻傳感器阻值對應(yīng)的熱敏電阻傳感器測量溫度的方法為：按照設(shè)定的溫度步長，依據(jù)第一分段擬合公式計算所需溫度范圍內(nèi)各溫度值對應(yīng)的阻值，得到新的溫度與阻值數(shù)據(jù)，根據(jù)所述新的溫度與阻值數(shù)據(jù)獲得溫度與阻值的關(guān)系曲線，依據(jù)溫度與阻值的關(guān)系曲線計算對應(yīng)的熱敏電阻傳感器測量溫度，其中，所述溫度步長根據(jù)所需要的精度進行設(shè)置。

8、根據(jù)擬合公式得到設(shè)定溫度步長的溫度與阻值數(shù)據(jù)及溫度與阻值的關(guān)系曲線，提高了溫度采樣的分辨率和精度。

9、進一步地，所述依據(jù)溫度與阻值的關(guān)系曲線計算對應(yīng)的熱敏電阻傳感器測量溫度的方法為：對采樣電路施加所需溫度范圍對應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)阻值r”以獲得熱敏電阻傳感器阻值，根據(jù)所述熱敏電阻傳感器阻值，利用r-t公式計算得到初次采樣溫度t”及第二數(shù)組(r”，t”)，以所述溫度與阻值的關(guān)系曲線為標(biāo)準(zhǔn)，以第二數(shù)組(r”，t”)為數(shù)據(jù)源進行分段擬合，得到表征溫度與阻值關(guān)系的第二分段擬合公式，根據(jù)第二分段擬合公式計算對應(yīng)的熱敏電阻傳感器測量溫度。

10、根據(jù)高精度的曲線進一步對采樣回路進行數(shù)據(jù)擬合，根據(jù)新的擬合公式計算熱敏電阻傳感器的溫度值，消除了采集回路整體設(shè)計帶來的影響，提高了采樣精度。

11、進一步地，步驟3)中，所述熱敏電阻傳感器阻值是在實時采集的參考電壓vcc’下計算得到，所述參考電壓為熱敏電阻傳感器與分壓電阻串聯(lián)所在回路中所連接的電源電壓。

12、通過對參考電壓的實時采集，解決了傳統(tǒng)算法中參考電壓為固定值帶來的誤差，克服了由于極端環(huán)境下和長期運行導(dǎo)致的參考電壓波動的影響。

13、進一步地，所述熱敏電阻傳感器阻值為根據(jù)校準(zhǔn)后的標(biāo)準(zhǔn)參考電壓vcc計算得到的阻值，所述標(biāo)準(zhǔn)參考電壓vcc利用總自動校正系數(shù)kfall進行校準(zhǔn)，所述總自動校正系數(shù)kfall的計算方法為：首先，多次采集熱敏電阻傳感器的電壓值并計算其電壓平均值，實時采集參考電壓vcc’，計算實時采集的參考電壓vcc’與標(biāo)準(zhǔn)參考電壓vcc的比值以獲得參考電壓系數(shù)k’，若k’處于設(shè)定的正常誤差范圍內(nèi)，且熱敏電阻傳感器的電壓平均值也處于設(shè)定的正常誤差范圍內(nèi)，則將參考電壓系數(shù)k’作為總自動校正系數(shù)kfall。

14、通過使用總自動校正系數(shù)對對標(biāo)準(zhǔn)參考電壓vcc進行校正，對參考電壓波動引起的誤差進行修正，提高了采集回路準(zhǔn)確性，使得測試的采樣電阻值更加準(zhǔn)確，提升了采集裝置在復(fù)雜環(huán)境下自動適應(yīng)性能，保障了裝置復(fù)雜工況下寬采樣范圍采樣精準(zhǔn)。

15、進一步地，所述熱敏電阻傳感器阻值為根據(jù)校準(zhǔn)后的與熱敏電阻傳感器串聯(lián)設(shè)置的分壓電阻計算得到的阻值，所述分壓電阻利用分通道自動校正系數(shù)kfseprate進行校準(zhǔn)，所述分通道自動校正系數(shù)kfseprate的計算方法為：將所有并聯(lián)設(shè)置的熱敏電阻傳感器所在電路中的熱敏電阻傳感器替換為固定的標(biāo)準(zhǔn)電阻rre，對標(biāo)準(zhǔn)電阻rre進行溫度采樣，若溫度采樣值不處于正常誤差范圍，進而多次采樣每個標(biāo)準(zhǔn)電阻rre對參考地的電壓值并計算其電壓平均值，若所述電壓平均值處于設(shè)定的正常誤差范圍內(nèi)，則計算總分壓電阻，然后計算總分壓電阻與標(biāo)準(zhǔn)電阻的比值作為分通道自動校正系數(shù)kfseprate。

16、通過使用分通道自動校正系數(shù)對采集回路對各與熱敏電阻傳感器串聯(lián)設(shè)置的分壓電阻進行校正，使得測試的采樣電阻值更加準(zhǔn)確，有效降低了多通道采樣裝置在元件采購和生產(chǎn)環(huán)境由于元件差異性和生產(chǎn)差異性，簡化了采樣裝置復(fù)雜的出廠測試環(huán)節(jié)和現(xiàn)場調(diào)試環(huán)節(jié)，大大減少了裝置出廠調(diào)試或者現(xiàn)場使用調(diào)試的工作量。

17、進一步地，所述熱敏電阻傳感器阻值為還根據(jù)校準(zhǔn)后的與熱敏電阻傳感器串聯(lián)設(shè)置的分壓電阻計算得到的阻值，所述分壓電阻利用分通道自動校正系數(shù)kfseprate進行校準(zhǔn)，所述分通道自動校正系數(shù)kfseprate的計算方法為：將所有并聯(lián)設(shè)置的熱敏電阻傳感器所在電路中的熱敏電阻傳感器替換為固定的標(biāo)準(zhǔn)電阻r_re，對標(biāo)準(zhǔn)電阻r_re進行溫度采樣，若溫度采樣值不處于正常誤差范圍，進而多次采樣每個標(biāo)準(zhǔn)電阻r_re對參考地的電壓值并計算其電壓平均值，若所述電壓平均值處于設(shè)定的正常誤差范圍內(nèi)，則計算總分壓電阻，然后計算總分壓電阻與標(biāo)準(zhǔn)電阻的比值作為分通道自動校正系數(shù)kfseprate。

18、所述熱敏電阻傳感器阻值為經(jīng)過總自動校正系數(shù)kfall與分通道自動校正系數(shù)kfseprate共同校準(zhǔn)后得到的阻值，所述總自動校正系數(shù)kfall對標(biāo)準(zhǔn)參考電壓vcc進行校準(zhǔn)，所述分通道自動校正系數(shù)kfseprate對與熱敏電阻傳感器串聯(lián)設(shè)置的分壓電阻進行校準(zhǔn)。

19、本發(fā)明為解決上述技術(shù)問題而提供的溫度采樣電路，該電路包括控制器和串聯(lián)在參考電壓與地之間的分壓電阻和熱敏電阻傳感器，控制器通過溫度采集單元連接分壓電阻和熱敏電阻傳感器的分壓點，所述控制器包括存儲器和處理器，所述處理器用于執(zhí)行存儲在存儲器中的計算機程序指令以實現(xiàn)如上所述的溫度采樣方法。

20、本發(fā)明溫度采樣電路保證了溫度采樣的方法的有效可靠執(zhí)行，滿足寬測量范圍下高精度的溫度采樣需求，克服了插值查表法溫度時采樣精度低的問題，解決了傳統(tǒng)r-t計算公式無法滿足工程應(yīng)用中的寬溫度范圍采樣需求及采樣精度低的問題。