專利名稱：一種溫度傳感器的故障檢測方法及裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及溫度傳感器領(lǐng)域，特別是涉及一種溫度傳感器的故障檢測方法 及裝置。
背景技術(shù)：
溫度傳感器廣泛應(yīng)用于各種檢測系統(tǒng)中，檢測被測設(shè)備的溫度變化。溫度 傳感器的熱敏電阻的阻值變化與溫度變化成反比，當(dāng)被檢測系統(tǒng)的溫度變化， 熱敏電阻的阻值相應(yīng)的變化。檢測時，加在溫度傳感器兩端的電壓固定，熱敏 電阻變化使通過溫度傳感器輸出的電流也發(fā)生相應(yīng)的變化。溫度傳感器將該電 流傳送到模擬/數(shù)字轉(zhuǎn)換裝置，模擬/數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換裝置根據(jù)預(yù)置的轉(zhuǎn)換規(guī)則，將模 擬的電流信號轉(zhuǎn)換為相應(yīng)的數(shù)字信息，進(jìn)行顯示。參閱圖1,為溫度傳感器結(jié)構(gòu)示意圖，電阻R1與熱敏電阻SEN1串連連接， 電阻Rl的一端連4妄電源正才及，熱4文電阻SEN1 —端連4矣電源的負(fù)才及，電阻Rl 和熱敏電阻SEN1另一端通過電阻R2連接模數(shù)字轉(zhuǎn)換裝置。如將圖1所示的溫度傳感器應(yīng)用到低溫拒的檢測系統(tǒng)中。正常情況下，如 低溫拒處于冷凍狀態(tài)，拒內(nèi)溫度約為零下30攝氏度。熱敏電阻SEN1在零下 30攝氏度的環(huán)境下，其阻值變化為一個很大的數(shù)值，因溫度傳感器和分壓電 路兩端的電壓固定為VDD，如果轉(zhuǎn)換規(guī)則為0. 99VDD-0. 05VDD對應(yīng)-30°到 100° (溫度越高，電壓越高)，通過電阻R2傳送到模擬/數(shù)字轉(zhuǎn)換裝置的電壓 約為0. 99VDD,模擬/數(shù)字轉(zhuǎn)換裝置將0. 99VDD電壓信號轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號。在 實際使用中，微處理器要根據(jù)轉(zhuǎn)換后的數(shù)字信號的數(shù)值來判斷傳感器是否有故 障，在傳感器斷路的情況下，經(jīng)過R2傳送到微處理器的電壓理論上應(yīng)該為VDD， 但由于干擾，電路的離散性等原因，實際傳送來的信號會有低于O. 99VDD的情 況，在這種情況下，就很難判斷是是否是溫度傳感器出現(xiàn)故障。如誤以為是傳 感器出現(xiàn)故障，而對其進(jìn)行拆裝維修，白白浪費(fèi)人力、物力。在實際應(yīng)用中，由于溫度傳感器常年使用，并常放置于冷凍或高溫環(huán)境中， 易出現(xiàn)連接線氧化、粘連其他液體、或電阻的阻值不準(zhǔn)確等故障，甚至發(fā)生連 接線氧化斷裂、彎折斷裂，造成溫度傳感器斷路故障。但溫度傳感器又常被安裝在設(shè)備的底層或者其它難以拆卸的部位，在不拆裝設(shè)備的前提下，難以對其 進(jìn)行故障檢測。如拆裝設(shè)備，則異常麻煩，這已成為設(shè)備維護(hù)中的難題。發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是提供一種溫度傳感器的故障檢測方法，在不 拆裝設(shè)備的前提下，可直接對溫度傳感器進(jìn)行故障檢測，準(zhǔn)確判斷溫度傳感器 是否出現(xiàn)故障。本發(fā)明的另一個目的是提供一種溫度傳感器的故障檢測裝置，在不拆裝設(shè) 備的前提下，可直接對溫度傳感器進(jìn)行故障檢測，準(zhǔn)確判斷溫度傳感器是否出 現(xiàn)故障。本發(fā)明一種溫度傳感器的故障檢測方法，包括記錄溫度傳感器的輸出值； 加熱溫度傳感器的熱敏電阻，再記錄溫度傳感器的輸出值；計算上述兩輸出值 的差值，如差值不在預(yù)置范圍之內(nèi)，確定所述溫度傳感器出現(xiàn)故障。優(yōu)選的，還包括繼續(xù)按預(yù)設(shè)次數(shù)加熱溫度傳感器的熱敏電阻，并記錄每 次溫度傳感器的輸出值；計算每次的輸出值與加熱前溫度傳感器輸出值的差 值；根據(jù)差值的數(shù)值，確定溫度傳感器出現(xiàn)故障的類型。優(yōu)選的，按下述步驟，加熱溫度傳感器的熱壽丈電阻；發(fā)送加熱控制信號到 檢測設(shè)備；所述檢測設(shè)備在溫度傳感器的熱敏電阻兩端設(shè)置加熱電壓；加熱預(yù) 置時間后，停止加熱。優(yōu)選的，所述輸出值為經(jīng)模擬/數(shù)字轉(zhuǎn)換后的溫度值。本發(fā)明一種溫度傳感器的故障檢測裝置，包括由熱敏電阻組成的溫度傳感 器，緊靠所述熱敏電阻設(shè)置加熱電阻器，所述加熱電阻器連接由微處理器控制 的驅(qū)動電路。優(yōu)選的，所述驅(qū)動電路由以所述加熱電阻器為負(fù)載的開關(guān)電路組成。 優(yōu)選的，所述開關(guān)電路由晶體三極管組成的直流放大電路構(gòu)成。 本發(fā)明 一種溫度傳感器的故障檢測裝置，包括加熱電源和記錄比較裝置 所述加熱電源，用于在溫度傳感器的熱敏電阻兩端設(shè)置加熱電壓，對熱敏電阻 進(jìn)行加熱；所述記錄比較裝置，用于加熱前、后分別記錄溫度傳感器的輸出值， 并計算上述兩輸出值的差值，如差值不在預(yù)置范圍之內(nèi)，則確定所述溫度傳感器出現(xiàn)故障。優(yōu)選的，還包括控制裝置和切換裝置所述控制裝置，用于發(fā)送開始加熱和結(jié)束加熱的控制信號到所述切換裝置；所述切換裝置，用于在接收到加熱控 制信號后，將溫度傳感器的熱敏電阻一端切換到所述加熱電源；在接受到結(jié)束 加熱控制信號后，將溫度傳感器的熱敏電阻一端切換到所述記錄比較裝置。優(yōu)選的，所述切換裝置包括三極管、吸合裝置、吸合電源所述三極管的 基極連接所述控制裝置，集電極通過所述吸合裝置連接所述吸合電源，發(fā)射極 連地。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有以下優(yōu)點本發(fā)明在溫度傳感器檢測出故障后，如故障難以確定是被測設(shè)備故障還是 溫度傳感器本身故障時，對溫度傳感器的熱敏電阻進(jìn)行加熱，并記錄加熱前后 溫度傳感器輸出值的差值，如差值不在預(yù)置范圍之內(nèi)，則確定是溫度傳感器本 身故障?？杀苊庹`以為是被測設(shè)備出現(xiàn)故障，而對被測設(shè)備進(jìn)行維修，浪費(fèi)人 力、物力。本發(fā)明在確定溫度傳感器出現(xiàn)故障后，繼續(xù)按多數(shù)加熱溫度傳感器的熱敏 電阻，并記錄每次溫度傳感器的輸出值，計算每次的輸出值與加熱前溫度傳感 器輸出值的差值，根據(jù)差值的數(shù)值，確定溫度傳感器出現(xiàn)故障的類型。差值的 數(shù)值與故障類型的對比關(guān)系需才艮據(jù)實際應(yīng)用環(huán)境、溫度傳感器的電阻特性、加 熱時間、加熱電壓等因素綜合決定。通過該方法，可判斷出溫度傳感器的故障 類型。本發(fā)明溫度傳感器故障檢測裝置通過控制三極管的導(dǎo)通、截止，控制吸合 裝置的吸合、打開，進(jìn)而控制溫度傳感器熱每文電阻的一端在加熱電源和記錄比 較設(shè)備間切換，完成對溫度傳感器熱敏電阻的加熱。在檢測溫度傳感器故障時， 可不需拆裝溫度傳感器，直接對其進(jìn)行加熱、檢測，方便可行。


圖1為溫度傳感器結(jié)構(gòu)示意圖；圖2為本發(fā)明溫度傳感器的故障檢測裝置一實施例示意圖； 圖3為本發(fā)明記錄比較裝置結(jié)構(gòu)示意圖；圖4為本發(fā)明切換裝置一實施例的電路圖； 圖5為本發(fā)明溫度傳感器的故障檢測裝置另一實施例示意圖； 圖6為本發(fā)明溫度傳感器的故障檢測方法一實施例示意圖； 圖7為本發(fā)明溫度傳感器的故障檢測方法另一實施例示意圖。
具體實施方式
為使本發(fā)明的上述目的、特征和優(yōu)點能夠更加明顯易懂，下面結(jié)合附圖和具體實施方式
對本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)的說明。本發(fā)明的核心思想是在溫度傳感器檢測出故障后，如故障難以確定是被測 設(shè)備故障還是溫度傳感器本身故障時，對溫度傳感器的熱敏電阻進(jìn)行加熱，并 記錄加熱前后溫度傳感器輸出值的差值，如差值不在預(yù)置范圍之內(nèi)，則確定是 溫度傳感器本身故障。參閱圖2，為本發(fā)明溫度傳感器的故障檢測裝置一實施例示意圖，包括控 制裝置21、切換裝置22、加熱電源23、記錄比較裝置24、溫度傳感器25?？刂蒲b置21發(fā)送開始加熱和結(jié)束加熱的控制信號到切換裝置22?？刂蒲b 置21可設(shè)有開始加熱裝置211、結(jié)束加熱裝置212、和定時裝置213。用戶預(yù) 對溫度傳感器25進(jìn)行故障檢測時，啟動開始加熱裝置211。開始加熱裝置211 生成該電平信號傳送至切換裝置22。加熱到一定程度后，用戶可啟動結(jié)束加 熱裝置212,結(jié)束加熱裝置212關(guān)停開始加熱裝置211，并生成低電平信號到 切換裝置22。用戶也可在定時裝置213設(shè)定合適的結(jié)束時間，到結(jié)束時間后， 定時裝置213關(guān)停開始加熱裝置211,啟動結(jié)束加熱裝置212。切換裝置22接收到開始加熱的控制信號時，將溫度傳感器25熱敏電阻的 一端切換到加熱電源23，對熱敏電阻進(jìn)行加熱。切換裝置22在接收到結(jié)束加 熱的低電平信號時，將溫度傳感器25的熱敏電阻一端切換到記錄比較裝置24。加熱電源23為較高的電壓源，可為通過變壓器變壓后獲得的直流電壓， 通常選擇這個電壓為60V。接通時，在溫度傳感器25的熱敏電阻兩端加設(shè)加 熱電壓，使熱敏電阻迅速升溫，熱敏電阻的阻值相應(yīng)變小。另外這個加熱電壓 也可以用其它合適的電壓，要根據(jù)傳感器的情況進(jìn)行選擇，并考慮使用的安全 因素。記錄比較裝置24在加熱前、后分別記錄溫度傳感器的輸出值，并計算上述兩輸出值的差值，如差值不在預(yù)置范圍之內(nèi)，確定溫度傳感器25出現(xiàn)故障； 如差值在預(yù)置范圍之內(nèi)，則排除溫度傳感器25出現(xiàn)故障的可能。如確定溫度傳感器25出現(xiàn)故障，并且不能判斷出該故障的類型，如斷路、 電阻阻值不準(zhǔn)確等故障。則繼續(xù)多次加熱溫度傳感器25的熱每文電阻，并記錄 每次溫度傳感器的輸出值，再計算每次的輸出值與加熱前溫度傳感器輸出值的 差值，并根據(jù)差值的數(shù)值，確定溫度傳感器出現(xiàn)故障的類型。差值的數(shù)值與故 障類型的對比關(guān)系需才艮據(jù)實際應(yīng)用環(huán)境、溫度傳感器的電阻特性、加熱時間、 加熱電壓等因素綜合決定。繼續(xù)加熱的次數(shù)也可根據(jù)實際操作需要具體設(shè)定。參閱圖3,為本發(fā)明記錄比較裝置24結(jié)構(gòu)示意圖，包括轉(zhuǎn)換單元241、記 錄單元242、及比較單元243。轉(zhuǎn)換單元241接收到溫度傳感器25傳送的模擬電流信號，按預(yù)置的轉(zhuǎn)換 規(guī)則轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號。如，轉(zhuǎn)換規(guī)則為0. 99VDD-0. 05VDD對應(yīng)-30°到100 ° ，轉(zhuǎn)換裝置241接受到將0. 99VDD電壓信號，轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號對應(yīng)溫度為"-30"。記錄單元242接收控制裝置21的開始加熱信號和停止加熱信號。記錄單 元242接收到開始加熱信號時，記錄轉(zhuǎn)換單元241的轉(zhuǎn)換后的輸出值，接收到 停止加熱信號時，再記錄轉(zhuǎn)換單元241的轉(zhuǎn)換后的輸出值，并將上述兩輸出值 傳送至比較單元243。比較單元243計算上述兩輸出值的差值，如差值不在預(yù)置范圍之內(nèi)，確定 溫度傳感器25出現(xiàn)故障；如差值在預(yù)置范圍之內(nèi)，則排除溫度傳感器25出現(xiàn) 故障的可能。故障數(shù)值范圍可根據(jù)具體的溫度傳感器25熱敏電阻的阻值特性 而定。參閱圖4，為本發(fā)明切換裝置22—實施例的電路圖。包括三極管Q1、吸 合裝置J1、電阻R3、電阻R4，其中吸合裝置Jl包括線圏X1和雙擲開關(guān)K1。 三極管Ql的基極連接控制裝置21,集電極通過吸合裝置Jl連接電源V+，發(fā) 射才及連地?？刂蒲b置21發(fā)送的開始加熱的高電平信號經(jīng)電阻R4、電阻R3加設(shè)在三 極管Q1的基極，三極管Q1導(dǎo)通。電源VCC的電流通過線圈XI，線圈X生成 的石茲力將雙擲開光Kl吸合到加熱電源V+,加熱電源V+對熱每文電阻SEN1進(jìn)4亍力口熱?？刂蒲b置21發(fā)送的停止加熱的低電平信號經(jīng)電阻R4、電阻R3加設(shè)在三 極管Ql的基極，使三極管Ql截止，雙擲開關(guān)Kl因線圈XI失去,茲力切換到記 錄比較裝置24—端。參閱圖5，為本發(fā)明溫度傳感器的故障檢測裝置另一實施例示意圖，包括 由熱每丈電阻組成的溫度傳感器RS,緊靠熱壽文電阻RS"i殳置加熱電阻器RR，加熱 電阻器RR連接由微處理器控制的驅(qū)動電路。驅(qū)動電路由以加熱電阻器RR為負(fù)載的開關(guān)電^^組成。開關(guān)電路由晶體三 極管Nl組成的直流放大電路構(gòu)成。晶體三極管Nl的基極通過電阻Rl接收為 處理器發(fā)送的控制信號，集電極連接加熱電阻器RR,發(fā)射極接地，集電極和 發(fā)射極之間連接電阻R2。工作時，微處理器控制的驅(qū)動器電路輸出加熱電流，加熱電阻器RR發(fā)熱 對溫度傳感器的熱敏電阻RS加溫，微處理器記錄溫度傳感器的輸出變化值， 確定溫度傳感器的狀況。可以先檢測溫度傳感器對應(yīng)的ADC值，然后利用加熱 電阻給傳感器加熱一定時間，再^r測ADC值，如果ADC值發(fā)生變化，則說明溫 度傳感器正常，否則可能異常，可以通過多次判斷再加上其它可能判斷條件， 可以較好的判斷出溫度傳感器的故障。每次開機(jī)后，或一定時間后，如果判斷溫度傳感器在故障的臨界點，則讀 出當(dāng)前ADC值，然后接通加熱回路，加熱一定時間后，在對溫度傳感器信號進(jìn) 行檢測，如果ADC值發(fā)生改變，則表明傳感器正常。^r測完畢，斷開加熱回路。如果要較快的檢測傳感器故障，可以選擇電阻值小，功率大的加熱電阻 器RR,加熱快，檢測也快，如果不要求檢測的快速，則可以選擇電阻值大， 功率小的加熱電阻器RR進(jìn)行加熱。優(yōu)選的加熱電阻器RR為50歐姆，功率3W的電阻，釆用5V電壓加熱，電 阻發(fā)熱功率為O. 5W,可以在60秒內(nèi)^r測出傳感器故障，而這個時間完全可以 滿足實際需要。參閱圖6，為本發(fā)明溫度傳感器的故障檢測方法一實施例示意圖，具體步 驟如下所述。步驟601、溫度傳感器檢測被測設(shè)備的環(huán)境溫度，如檢測的溫度顯示出現(xiàn)故障，但難以判斷是被測設(shè)備出現(xiàn)故障還是溫度傳感器出現(xiàn)故障，則記錄溫度 傳感器當(dāng)前輸出值。如，微處理器檢測到溫度傳感器電壓值大于0. 9VDD,則可能溫度傳感器出現(xiàn)斷路，具體是否為傳感器故障，則通過下面步驟判斷。步驟602、發(fā)送加熱控制信號到檢測設(shè)備，檢測設(shè)備在溫度傳感器的熱敏電阻兩端加i殳加熱電壓，只于熱，敏電阻進(jìn)4于加熱。如，在溫度傳感器的熱每丈電阻兩端加設(shè)60V的電壓，對其加熱，^使熱敏電阻迅速升溫，升溫后其阻值降低。步驟603、加熱預(yù)置時間后，停止加熱，記錄溫度傳感器的輸出值。如，加熱10分鐘后，停止加熱，檢測出溫度傳感器電壓值對應(yīng)的數(shù)字量。步驟604、計算上述兩輸出值的差值，如差值不在預(yù)置范圍之內(nèi)，則確定所述溫度傳感器故障。預(yù)置范圍與溫度傳感器的熱敏電阻特性，加熱時間等因素有關(guān)。如，預(yù)置范圍為50到100,而溫度傳感器兩輸出值的差值很小，例如小 于5,則可確定溫度傳感器出現(xiàn)故障。并且因差值很小，表示溫度傳感器輸出 值與熱敏電阻的阻值無關(guān)，可確定溫度傳感器出現(xiàn)斷路故障。參閱圖7，為本發(fā)明溫度傳感器的故障檢測方法另一實施例示意圖，具體 步驟如下所述。步驟701、溫度傳感器檢測被測設(shè)備的環(huán)境溫度，如檢測的溫度顯示出現(xiàn) 故障，但難以判斷是被測設(shè)備出現(xiàn)故障還是溫度傳感器出現(xiàn)故障，則記錄溫度 傳感器當(dāng)前輸出值。步驟702、發(fā)送加熱控制信號到檢測設(shè)備，檢測設(shè)備在溫度傳感器的熱敏 電阻兩端加設(shè)加熱電壓，對熱，敏電阻進(jìn)行加熱。步驟703、加熱預(yù)置時間后，停止加熱，記錄溫度傳感器的輸出值。步驟704、計算上述兩輸出值的差值，如差值不在預(yù)置范圍之內(nèi)，則確定 所述溫度傳感器故障。預(yù)置范圍與溫度傳感器的熱敏電阻特性，加熱時間等因 素有關(guān)。步驟705、繼續(xù)多數(shù)加熱溫度傳感器的熱敏電阻，并記錄每次溫度傳感器 的輸出值。步驟706、計算每次的輸出值與加熱前溫度傳感器輸出值的差值，根據(jù)差 值的數(shù)值，確定溫度傳感器出現(xiàn)故障的類型。以上對本發(fā)明所提供的 一種溫度傳感器的故障檢測方法及系統(tǒng)，進(jìn)行了詳實施例的說明只是用于幫助理解本發(fā)明的方法及其核心思想；同時，對于本領(lǐng) 域的一般技術(shù)人員，依據(jù)本發(fā)明的思想，在具體實施方式
及應(yīng)用范圍上均會有 改變之處，綜上所述，本說明書內(nèi)容不應(yīng)理解為對本發(fā)明的限制。
權(quán)利要求
1. 一種溫度傳感器的故障檢測方法，其特征在于，包括記錄溫度傳感器的輸出值；加熱溫度傳感器的熱敏電阻，再記錄溫度傳感器的輸出值；計算上述兩輸出值的差值，如差值不在預(yù)置范圍之內(nèi)，確定所述溫度傳感器出現(xiàn)故障。
2、 如權(quán)利要求l所述的方法，其特征在于，還包括繼續(xù)按預(yù)設(shè)次數(shù)加熱溫度傳感器的熱敏電阻，并記錄每次溫度傳感器的輸 出值；計算每次的輸出值與加熱前溫度傳感器輸出值的差值； 根據(jù)差值的數(shù)值，確定溫度傳感器出現(xiàn)故障的類型。
3、 如權(quán)利要求1或2所述的方法，其特征在于，按下述步驟，加熱溫度 傳感器的熱敏電阻；發(fā)送加熱控制信號到檢測設(shè)備；所述檢測設(shè)備在溫度傳感器的熱敏電阻兩端設(shè)置加熱電壓； 加熱預(yù)置時間后，停止加熱。
4、 如權(quán)利要求3所述的方法，其特征在于，所述輸出值為經(jīng)模擬/數(shù)字轉(zhuǎn) 換后的溫度值。
5、 一種溫度傳感器的故障檢測裝置，其特征在于，包括由熱敏電阻組成 的溫度傳感器，緊靠所述熱敏電阻設(shè)置加熱電阻器，所述加熱電阻器連接由微 處理器控制的驅(qū)動電路。
6、 如權(quán)利要求5所述的裝置，其特征在于，所述驅(qū)動電路由以所述加熱 電阻器為負(fù)載的開關(guān)電路組成。
7、 如權(quán)利要求6所述的裝置，其特征在于，所述開關(guān)電路由晶體三極管 組成的直流;故大電3各構(gòu)成。
8、 一種溫度傳感器的故障檢測裝置，其特征在于，包括加熱電源和記錄 比較裝置所述加熱電源，用于在溫度傳感器的熱敏電阻兩端設(shè)置加熱電壓，對熱敏 電阻進(jìn)4于加熱；所述記錄比較裝置，用于加熱前、后分別記錄溫度傳感器的輸出值，并計 算上述兩輸出值的差值，如差值不在預(yù)置范圍之內(nèi)，則確定所述溫度傳感器出 現(xiàn)故障。
9、 如權(quán)利要求8所述的裝置，其特征在于，還包括控制裝置和切換裝置 所述控制裝置，用于發(fā)送開始加熱和結(jié)束加熱的控制信號到所述切換裝置；所述切換裝置，用于在接收到加熱控制信號后，將溫度傳感器的熱敏電阻 一端切換到所述加熱電源；在接受到結(jié)束加熱控制信號后，將溫度傳感器的熱 敏電阻一端切換到所述記錄比較裝置。
10、 如權(quán)利要求8或9所述的裝置，其特征在于，所述切換裝置包括三極 管、吸合裝置、吸合電源所述三極管的基極連接所述控制裝置，集電極通過所述吸合裝置連接所述 吸合電源，發(fā)射極連地。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種溫度傳感器故障的檢測方法，包括記錄溫度傳感器的輸出值；加熱溫度傳感器的熱敏電阻，再記錄溫度傳感器的輸出值；計算上述兩輸出值的差值，如差值不在預(yù)置范圍之內(nèi)，確定所述溫度傳感器出現(xiàn)故障。同時，本發(fā)明還提供兩種溫度傳感器的故障檢測裝置。本發(fā)明能夠在不拆裝設(shè)備的前提下，可直接對溫度傳感器進(jìn)行故障檢測，準(zhǔn)確判斷溫度傳感器是否出現(xiàn)故障。
文檔編號G01K15/00GK101216356SQ20071010755
公開日2008年7月9日 申請日期2007年5月21日 優(yōu)先權(quán)日2007年1月4日
發(fā)明者姜德志, 陳艷麗 申請人:海爾集團(tuán)公司;青島海爾科技有限公司