差分法测电阻专利.doc

说明书

一种差分法测量热敏电阻模块

技术领域

本实用新型涉及测量热敏电阻阻值，特别涉及锂离子电池组保护电路中测量热敏电阻阻值。

背景技术

锂离子电池在使用中，为了防止可能发生过度充电和过度放电和过流，以及温度过高或过低，必须装有保护电路，当发生过流以及温度过高或过低，保护电路应起到保护作用，当恢复到正常状况时，电池组应能恢复正常工作。

为了满足上述的要求，在锂离子电池组保护电路中，一般都会装有热敏电阻，热敏电阻特性是：一旦超过一定的温度时,它的电阻值随着温度的升高几乎是呈阶跃式的增高或减低.热敏电阻本体温度的变化可以由流过热敏电阻的电流来获得,也可以由外界输入热量或者这二者的叠加来获得，利用热敏电阻的温度特性，可以对电池组进行过流和温度保护。由此可见，测量热敏电阻阻值是否正常就显得十分关键

目前，测量热敏电阻阻值的方法主要还是采用测量普通电阻阻值的方法，即替代法、伏安法、比例法或用万用表直接测量

上述方法存在精度低、误差大的缺点，因为上述方法在测试过程中，都存在热敏电阻需要较长时间流过电流，因为当热敏电阻流过电流时会发热，这样其阻值就会变化，假设减小流过热敏电阻的电流，虽然可以减小发热量，但是又会给采集电压带来困难。

创造内容

针对上述缺点，我们提出了差分法测量热敏电阻模块，本模块优点在于可以快速的测量出热敏电阻阻值，而且测量结果准确可靠。

本实用新型的目的是解决测量热敏电阻阻值，差分：即采用逐级逼近的方法，利用单片机选择不同的标准电阻和热敏电阻分压，利用分压后的电压来计算出热敏电阻。

本实用新型的技术方案是：

差分法测热敏电阻模块由以下局部构成：标准电阻选择和分压局部、电压处理局部。当有热敏电阻接入时，由单片机产生控制信号，选择相应的标准电阻，热敏电阻通过模拟开关U2与之组成一个反相比例放大器，因为单片机只能测量正的电压，所以电压处理局部又构成了另一个反相比例放大器，运算放大器U10的输出电压即为正的，其数值为大小为：Vo=12*(Rt/Ra)*(R21/R20),其中Rt为热敏电阻阻值，Ra为单片机选择的标准电阻阻值。Vo送到单片机的模数转换器中进行转换，从而计算出热敏电阻的阻值。

附图说明：

图1标准电阻选择和分压局部

图2电压处理局部

图3完整电路图

具体实施例

当有热敏电阻接入时，由单片机产生控制信号，选择相应的标准电阻，热敏电阻通过U2与之组成一个反相比例放大器，因为单片机只能测量正的电压，所以电压处理局部又构成了另一个反相比例放大器，U10的输出电压即为正的，其数值为大小为：Vo=12*(Rt/Ra)*(R21/R20),其中Rt为热敏电阻阻值，Ra为单片机选择的标准电阻阻值。Vo送到单片机的A/D转换器中进行转换，计算出热敏电阻的阻值。

标准电阻选择和分压局部

见图1，单片机产生的逻辑信号，经过单片机的输入输出口P2.0-P2.3输出口到锁存器锁存缓冲器U5、U6、U7，经过锁存器缓冲后，分别U〕的A、B、C引脚，U1的第1，2，4，5，12，13，14，15引脚经过电阻R1—R8后与三极管Q1的E端相连，Q1的C引脚经过二极管后与12V电源相连，电阻R10一端与Q1的C连接，另一端与二极管VS相连，Q1的B引脚与二极管VS线连后，接到地，R9两端分别与Q1的E和地相连，R11，R12，R13那么与U5、U6、U7和12V电源相连，单片机的外围电路包括电源、地、晶振、复位等在此并没有画出，U2的第3引脚与U3负端相连，U2的第8引脚与U3的正输入端相连，U2的第3引脚经过电阻R14与7引脚相连，热敏电阻通过代测电阻接入端J_RAB与U2的第3引脚和U3的第6引脚接入。

单片机通过P2.0，P2.1，P2.2选择相应得电阻，例如当单片机的引脚P2.0，P2.1，P2.2电平信号为001时，选择标准电阻选择R1，为010时，标准电阻那么为R2，R1—R8的阻值是不同的，分别为1KΩ、4KΩ、16KΩ、64KΩ、256KΩ、1MΩ、10MΩ，单片机开始选择10MΩ及P2.0，P2.1，P2.2为111，假设热敏电阻的阻值较小，那么电压V1〔V1为U2第6引脚电压〕的数值也就会比拟小，单片机就会舍弃这次的数值，选择1MΩ，假设V1的数值还比拟小，那么再选择更小的标准电阻，直至V1数值到达一个合理的数值为之，为了防止热敏电阻发热，每次选择标准电阻的时间间隔5ms，是热敏电阻温度恢复正状态。

电压处理局部

见图2，由图1送来的信号A经过电阻R20后接到运算放大器 U11的第2引脚，由图1送来的信号B分别经过电阻R22和二极管D10