一种车用温度传感器电路论文和设计-于兵

全文摘要

本实用新型公开了一种车用温度传感器电路，包括温度感应单元、热电偶对比单元和放大器调整单元；温度感应单元的输出端与热电偶对比单元的输入端连接，热电偶对比单元的输出端与放大器调整单元的输入端连接；当温度感应单元的测量数据与热电偶对比单元的数据不同步时，所述热电偶对比单元将输出第一控制信号给所述放大器调整单元，进行测量数据调整，同步时所述热电偶对比单元将输出第二控制信号直接输出温度测量数据。本实用新型的热电偶对比电路结构简单，能够和放大器调整电路配合消除温度感应电路的误差，具有良好的温度测量效果，准确性很高。

主设计要求

1.一种车用温度传感器电路，包括温度感应单元，其特征在于，还包括热电偶对比单元和放大器调整单元；温度感应单元，包括电阻R5、热敏电阻RT1、可调电阻RV1、电感L2和运算放大器AR1，所述可调电阻RV1的第一引脚与电压信号Vin连接，所述可调电阻RV1的第二引脚与所述运算放大器AR1的第三引脚连接，所述运算放大器AR1的第二引脚与所述热敏电阻RT1的一端连接，所述热敏电阻RT1的另一端与所述电感L2的一端连接，所述电感L2的另一端接地，所述运算放大器AR1的第四引脚为断路，所述运算放大器AR1的第八引脚与所述电阻R5的一端连接；所述温度感应单元的输出端与所述热电偶对比单元的输入端连接，所述热电偶对比单元的输出端与所述放大器调整单元的输入端连接。

设计方案

1.一种车用温度传感器电路，包括温度感应单元，其特征在于，还包括热电偶对比单元和放大器调整单元；

温度感应单元，包括电阻R5、热敏电阻RT1、可调电阻RV1、电感L2和运算放大器AR1，所述可调电阻RV1的第一引脚与电压信号Vin连接，所述可调电阻RV1的第二引脚与所述运算放大器AR1的第三引脚连接，所述运算放大器AR1的第二引脚与所述热敏电阻RT1的一端连接，所述热敏电阻RT1的另一端与所述电感L2的一端连接，所述电感L2的另一端接地，所述运算放大器AR1的第四引脚为断路，所述运算放大器AR1的第八引脚与所述电阻R5的一端连接；

所述温度感应单元的输出端与所述热电偶对比单元的输入端连接，所述热电偶对比单元的输出端与所述放大器调整单元的输入端连接。

2.根据权利要求1所述的一种车用温度传感器电路，其特征在于，所述热电偶对比单元中，包括集成芯片U1、热电偶TC1、电容C1、电容C2、电容C3、电容C4、电容C5、电感L1、电阻R1、电阻R2、电阻R3和电阻R4；

所述热电偶TC1的正极与所述电阻R1的一端连接，所述电阻R1的另一端分别与所述电容C1的一端、所述电容C3的一端、所述集成芯片U1的第一引脚连接，所述电容C1的另一端接地，所述热电偶TC1的负极与所述电阻R2的一端连接，所述电阻R2的另一端分别与所述电容C2的一端、所述电容C3的另一端、所述集成芯片U1的第二引脚连接，所述电容C2的另一端接地，所述集成芯片U1的第三引脚分别与所述电阻R3的一端、所述电容C4的一端连接，所述电容C4的另一端分别与所述电阻R3的另一端、所述集成芯片U1的第四引脚、所述电感L1的一端连接，所述电阻R4的一端与所述集成芯片U1的第七引脚连接，所述电阻R4的另一端与所述电感L1的另一端均接地，所述集成芯片U1的第五引脚为断路，所述集成芯片U1的第六引脚分别与所述可调电阻RV1的第三引脚、所述电阻R5另一端、所述运算放大器AR1的第一引脚连接，所述集成芯片U1的第十四引脚与所述电容C5的一端连接，所述电容C5的另一端接地。

3.根据权利要求1所述的一种车用温度传感器电路，其特征在于，所述放大器调整单元中，包括运算放大器AR2、电阻R6、电阻R7、电阻R8、电阻R9、电容C6、电感L3、二极管D1和三极管Q1；

所述集成芯片U1的第十三引脚分别与所述电阻R9的一端、所述运算放大器AR2的第八引脚连接，所述集成芯片U1的第十二引脚分别与所述电阻R9的另一端、所述电阻R8的一端连接，所述电阻R8的另一端分别与所述运算放大器AR2的第三引脚、所述运算放大器AR2的第六引脚、所述电阻R7的一端连接，所述运算放大器AR2的第七引脚与电压信号-12V连接，所述运算放大器AR2的第四引脚接地，所述集成芯片U1的第十一引脚与所述电阻R6的一端连接，所述电阻R6的另一端与所述运算放大器AR2的第二引脚连接，所述集成芯片U1的第十引脚与所述电感L3的一端连接，所述电感L3的另一端分别与所述二极管D1的负极、电压信号Vout、所述电阻R11的一端连接，所述二极管D1的正极与所述电阻R7的另一端连接，所述集成芯片U1的第九引脚分别与电压信号+12V、所述运算放大器AR2的第五引脚连接，所述集成芯片U1的第八引脚与所述三极管Q1的基极连接，所述三极管Q1的集电极与所述电阻R11的另一端连接，所述三极管Q1的发射极与所述电容C6的一端连接，所述电容C6的另一端接地。

设计说明书

技术领域

本实用新型涉及温度感应器领域，具体来说，涉及一种车用温度传感器电路，可以在车载温控系统中使用，对车内温度进行感应和测量。

背景技术

伴随着汽车工业的高速发展，电子技术在汽车上所占的比重越来越大。很多车型的控制台显示屏上都设有室内外温度显示区域。这就需要车用室内温度传感器能够准确、实时地检测室内温度，让乘客可以更加直观地根据当前的车内温度和车外温度的对比，自动启动压缩机，调整送风量或者调整车内的温度，从而使得车内环境更加舒适。

目前，国内汽车的车内温度传感器，主要采用热敏电阻作为温度敏感元件。同时，热敏电阻又直接作为二次仪表回路的负载电阻。这种电路设置使得工作环境下，电路的通过电流很大，进一步消耗功率增大。热敏电阻在进行温度测量时，其电阻值和温度变化之间的关系并非绝对线性，加之热敏电阻的自热效应对测温精度不容忽视的影响，导致最终显示的测量结果与实际温度之间的误差较大。

因此，有必要在车载温控系统中使用更加可靠的温度测量方法，降低功耗的同时，改善测量温度的准确性和可靠度，而这样的技术目前并没有好的解决方案。

实用新型内容

针对相关技术中的问题，本实用新型提出一种车用温度传感器电路，以克服现有相关技术所存在的上述技术问题。

为了解决车载温控系统温度测量不准确这一技术问题，本实用新型的车用温度传感器电路包括温度感应单元，还包括热电偶对比单元和放大器调整单元；所述温度感应单元的输出端与所述热电偶对比单元的输入端连接，所述热电偶对比单元的输出端与所述放大器调整单元的输入端连接。

所述温度感应单元的测量数据与所述热电偶对比单元的数据不同步时，所述热电偶对比单元将输出第一控制信号，控制所述放大器调整单元工作，调整温度测量的准确度。

所述温度感应单元的测量数据与所述热电偶对比单元的数据同步时，所述热电偶对比单元将输出第二控制信号，直接输出温度测量数据。

进一步，所述集成芯片U1的型号是AD7793。

进一步，所述三极管Q1的型号是2N1711。

进一步，所述电感L1、所述电感L2与所述电感L3的电感值大小均为150uH。

进一步，所述电容C1和所述电容C2的电容值为10nF。

因此，与现有技术相比，本实用新型提供的车用温度传感器电路通过采用简单的热电偶对比电路结构，实现了测温数据的实时对比，可以有效地提高温度测量的准确性；此外，采用本实用新型的车用传感器电路，通过放大器调整电路的设立，可以在热敏电阻温度感应不准确的时候，改变电流放大倍数的大小，从而控制温度感应单元的可调电阻的阻值进行调整，改正热敏电阻的阻值随温度变化的线性度，解决因为热敏电阻的阻值变化与温度变化的关系非线性导致测量值不准确的问题。

总之，在增加的生产成本极少的情况下，本实用新型加强了车内温度测量的可靠性，达到了真正意义上的车内温度实时感应和测量。

本实用新型的有益效果为：采用热电偶对热敏电阻温度测量的数据进行对比监测，保证了温度测量的准确性；同时，放大器调整电路的设立可以保证热敏电阻对温度感应和测量的线性度，改善了测量温度的准确性和可靠度。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是根据本实用新型实施例的一种车用温度传感器电路。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

根据本实用新型的实施例，提供了一种车用温度传感器电路。

如图1所示，根据本实用新型实施例的车用温度传感器电路，包括温度感应单元，还包括热电偶对比单元和放大器调整单元；

所述温度感应单元的输出端与所述热电偶对比单元的输入端连接，所述热电偶对比单元的输出端与所述放大器调整单元的输入端连接；

热电偶对比单元，包括集成芯片U1、热电偶TC1、电容C1、电容C2、电容C3、电容C4、电容C5、电感L1、电阻R1、电阻R2、电阻R3和电阻R4，所述热电偶TC1的正极与所述电阻R1的一端连接，所述电阻R1的另一端分别与所述电容C1的一端、所述电容C3的一端、所述集成芯片U1的第一引脚连接，所述电容C1的另一端接地，所述热电偶TC1的负极与所述电阻R2的一端连接，所述电阻R2的另一端分别与所述电容C2的一端、所述电容C3的另一端、所述集成芯片U1的第二引脚连接，所述电容C2的另一端接地，所述集成芯片U1的第三引脚分别与所述电阻R3的一端、所述电容C4的一端连接，所述电容C4的另一端分别与所述电阻R3的另一端、所述集成芯片U1的第四引脚、所述电感L1的一端连接，所述电阻R4的一端与所述集成芯片U1的第七引脚连接，所述电阻R4的另一端与所述电感L1的另一端均接地，所述集成芯片U1的第五引脚为断路，所述集成芯片U1的第六引脚分别与所述可调电阻RV1的第三引脚、所述电阻R5另一端、所述运算放大器AR1的第一引脚连接，所述集成芯片U1的第十四引脚与所述电容C5的一端连接，所述电容C5的另一端接地；

放大器调整单元，包括运算放大器AR2、电阻R6、电阻R7、电阻R8、电阻R9、电容C6、电感L3、二极管D1和三极管Q1，所述集成芯片U1的第十三引脚分别与所述电阻R9的一端、所述运算放大器AR2的第八引脚连接，所述集成芯片U1的第十二引脚分别与所述电阻R9的另一端、所述电阻R8的一端连接，所述电阻R8的另一端分别与所述运算放大器AR2的第三引脚、所述运算放大器AR2的第六引脚、所述电阻R7的一端连接，所述运算放大器AR2的第七引脚与电压信号-12V连接，所述运算放大器AR2的第四引脚接地，所述集成芯片U1的第十一引脚与所述电阻R6的一端连接，所述电阻R6的另一端与所述运算放大器AR2的第二引脚连接，所述集成芯片U1的第十引脚与所述电感L3的一端连接，所述电感L3的另一端分别与所述二极管D1的负极、电压信号Vout、所述电阻R11的一端连接，所述二极管D1的正极与所述电阻R7的另一端连接，所述集成芯片U1的第九引脚分别与电压信号+12V、所述运算放大器AR2的第五引脚连接，所述集成芯片U1的第八引脚与所述三极管Q1的基极连接，所述三极管Q1的集电极与所述电阻R11的另一端连接，所述三极管Q1的发射极与所述电容C6的一端连接，所述电容C6的另一端接地。

在一个实施例中，所述集成芯片U1的型号是AD7793。

在一个实施例中，所述三极管Q1的型号是2N1711。

在一个实施例中，所述电感L1、所述电感L2与所述电感L3的电感值大小均为150uH。

在一个实施例中，所述电容C1和所述电容C2的电容值为10nF。

工作原理：电阻R5、热敏电阻RT1、可调电阻RV1、电感L2和运算放大器AR1组成温度感应单元。所述热敏电阻RT1通过工作环境中的温度变化依据一定的线性关系改变自身阻值，从而改变所述运算放大器AR1的输出电流，为显示温度变化提供基础；所述电阻R5的作用是稳定所述运算放大器AR1的负反馈，保持电流的稳定传输。

集成芯片U1、热电偶TC1、电容C1、电容C2、电容C3、电容C4、电容C5、电感L1、电阻R1、电阻R2、电阻R3和电阻R4组成热电偶对比单元。所述热电偶TC1对工作环境温度进行感应后将温度数据传递给所述集成芯片U1，集成芯片U1在将这一数据与温度感应单元传输的电流数据进行比对，根据同步性选择输出不同的控制信号，从而达到对所述热敏电阻RT1的线性度进行监测的效果。当两组数据的同步性很高的时候，所述集成芯片U1将输出第二控制信号，直接传递温度测量数据给输出端口；当两组数据同步性很低的时候，所述集成芯片U1将输出第一控制信号，控制下一个放大器调整单元进行工作。

运算放大器AR2、电阻R6、电阻R7、电阻R8、电阻R9、电容C6、电感L3、二极管D1和三极管Q1组成放大器调整单元，所述运算放大器AR2将在热电偶对比单元输出的不同控制信号的情况下，进行电路电流的放大倍数更改。当接收到第二控制信号时，所述运算放大器AR2将保持电流放大倍数，所述二极管D1无法导通，所述三极管Q1不工作，集成芯片U1将直接输出温度测量数值；当接收到第一控制信号时，所述运算放大器AR2将在外接电压信号的驱动下，提高电流放大倍数，所述二极管D1导通，所述三极管Q1工作，电流信号将传递给所述集成芯片U1，使得温度感应单元中的所述可调电阻RV1减小阻值，从而提高所述运算放大器AR1的反馈系数，随之提高热敏电阻RT1的线性系数。

综上所述，借助于本实用新型的上述技术方案，通过设计一种车用温度传感器电路，通过采用简单的热电偶对比电路结构对测温数据进行同步对比，实现了温度测量的准确性的提高。当测温数据与热电偶测量数据出现同步性很低的情况时，通过放大器调整电路控制测温单元中运算放大器的输入输出端口电阻比例，来调整热敏电路所在支路电流，进一步改变热敏电阻的线性度，从而提高了温度测量的可靠性，加强了温度感应和测量的准确度。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

设计图

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设计说明书

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