温度传感器检测电路及具有其的检测装置的制作方法

1.本实用新型涉及检测技术领域，尤其涉及一种温度传感器检测电路及具有其的检测装置。


背景技术：

2.温度传感器通常被应用于变化的温度环境下，由于工艺限制常常会产生检测上的一定偏差，为了检验此种偏差是否符合出厂规则，需要提供一种温度传感器检测电路来获取待测的温度传感器的输出，来辅助工作人员的进一步判断。
3.现有技术中提供的温度传感器检测电路，通常采用单片机加iic扩展芯片进行，单片机通过iic扩展芯片建立与温度传感器的数据通信，从而得到给定条件下温度传感器的输出情况。但单片机、iic扩展芯片和温度传感器之间的电平需求标准不同，特别是对于温度传感器，需要构建低电平的工作环境才能正常工作，因而上述技术方案容易使检测误差增大。此外，考虑到温度传感器的信号传输速度需求，现有技术中单纯地利用单线通信进行数据传输极容易导致数据乱码和错位等情况，同样无法检测到温度传感器的实际素质。


技术实现要素：

4.本实用新型的目的之一在于提供一种温度传感器检测电路，以解决现有技术中电路两端电平标准不匹配导致待测温度传感器无法工作在正常状态下，以及电路无法适应温度传感器速度需求导致数据乱码、错位等技术问题。
5.本实用新型的目的之一在于提供一种温度传感器检测装置。
6.为实现上述实用新型目的之一，本实用新型一实施方式提供一种温度传感器检测电路，用于检测温度传感器的输出，包括：第一电源、数据采集模块、并行驱动模块和第二电源；所述第一电源连接至所述并行驱动模块，所述第二电源连接所述温度传感器；所述数据采集模块通过控制信号线与所述并行驱动模块连接，所述并行驱动模块通过时钟信号线和数据信号线与所述温度传感器连接；所述并行驱动模块包括电压转换单元，用于对所述第一电源一侧的信号和所述第二电源一侧的信号进行电压转换，所述电压转换单元的两个电压输入端分别连接所述第一电源和所述第二电源。
7.作为本实用新型一实施方式的进一步改进，所述并行驱动模块用于接收数据信号输入和时钟信号输入，对应产生反馈信号输出，以及用于接收控制信号输入，对应产生数据信号输出和时钟信号输出；所述电压转换单元用于将第二电源标准下的数据信号输入和时钟信号输入，转化为第一电源标准下的数据信号输入和时钟信号输入，以及用于将第一电源标准下的数据信号输出和时钟信号输出，转化为第二电源标准下的数据信号输出和时钟信号输出。
8.作为本实用新型一实施方式的进一步改进，所述并行驱动模块还包括隔离保护模块，所述隔离保护模块包括控制信号端、数据信号端和时钟信号端，所述控制信号端连接所述数据采集模块，所述数据信号端和所述时钟信号端连接所述电压转换单元。
9.作为本实用新型一实施方式的进一步改进，所述温度传感器检测电路还包括，设置于所述并行驱动模块和所述温度传感器之间的支路选通单元，所述支路选通单元包括连接至所述数据采集模块的选通控制端，且配置为根据所述选通控制端的选通控制信号，控制所述并行驱动模块和所述温度传感器之间连接或断开。
10.作为本实用新型一实施方式的进一步改进，所述温度传感器在所述并行驱动模块后方设置有多个，并至少形成第一传感器集合，所述第一传感器集合包括第一温度传感器和第二温度传感器，所述电压转换单元包括第一转换模块和第二转换模块；所述第一温度传感器分别通过第一温度时钟端和第一温度数据端与所述第一转换模块的第一转换时钟端和第一转换数据端连接，所述第二温度传感器分别通过第二温度时钟端和第二温度数据端与所述第二转换模块的第二转换时钟端和第二转换数据端连接。
11.作为本实用新型一实施方式的进一步改进，所述温度传感器在所述并行驱动模块后方还形成有第二传感器集合，所述第二传感器集合包括对应于所述第一温度传感器的第三温度传感器，以及对应于所述第二温度传感器的第四温度传感器；所述第三温度传感器分别通过第三温度时钟端和第三温度数据端与所述第一转换时钟端和所述第一转换数据端连接，所述第四温度传感器分别通过第四温度时钟端和第四温度数据端与所述第二转换时钟端和所述第二转换数据端连接。
12.作为本实用新型一实施方式的进一步改进，所述温度传感器检测电路还包括，设置于所述第一转换模块、所述第二转换模块与所述第一温度传感器、所述第二温度传感器之间的第一支路选通模块，以及设置于所述第一转换模块、所述第二转换模块与所述第三温度触感器、所述第四温度传感器之间的第二支路选通模块；所述第一支路选通模块的第一受控端连接所述数据采集模块的第一选通控制端，配置为选择性将所述第一温度传感器和所述第二温度传感器分别接入所述第一转换模块和所述第二转换模块；所述第二支路选通模块的第二受控端连接所述数据采集模块的第二选通控制端，配置为选择性将所述第三温度传感器和所述第四温度传感器分别接入所述第一转换模块和所述第二转换模块。
13.作为本实用新型一实施方式的进一步改进，所述第一支路选通模块包括第一时钟开关、第一数据开关、第二时钟开关和第二数据开关；所述第一时钟开关设置于所述第一温度时钟端和所述第一转换时钟端之间，所述第一数据开关设置于所述第一温度数据端和所述第一转换数据端之间；所述第二时钟开关设置于所述第二温度时钟端和所述第二转换时钟端之间，所述第二数据开关设置于所述第二温度数据端和所述第二转换数据端之间。
14.作为本实用新型一实施方式的进一步改进，所述第一时钟开关、所述第一数据开关、所述第二时钟开关和所述第二数据开关配置为联动开关。
15.作为本实用新型一实施方式的进一步改进，所述第一传感器集合中的温度传感器呈阵列排布。
16.为实现上述实用新型目的之一，本实用新型一实施方式提供一种温度传感器检测装置，包括上述任一种技术方案所述的温度传感器检测电路。
17.与现有技术相比，本实用新型提供的温度传感器检测电路，通过并行驱动模块实现对温度传感器的并行输入输出，通过将数据信号和时钟信号配置为通过两条信号线同步传输，且在并行驱动模块内设置有电压转换单元进行两侧电压的转换。如此，能够更好地适应温度传感器的电压和传输速度等工作需求，加快温度传感器的检测速度，同时防止温度
传感器在检测过程中出现故障。
附图说明
18.图1是本实用新型一实施方式中温度传感器检测装置的结构示意图；
19.图2是本实用新型一实施方式中温度传感器检测电路与温度传感器配合的结构示意图；
20.图3是本实用新型一实施方式中电压转换单元的结构示意图；
21.图4是本实用新型一实施方式中温度传感器检测电路一具体实施例与温度传感器配合的结构示意图。
具体实施方式
22.以下将结合附图所示的具体实施方式对本实用新型进行详细描述。但这些实施方式并不限制本实用新型，本领域的普通技术人员根据这些实施方式所做出的结构、方法、或功能上的变换均包含在本实用新型的保护范围内。
23.需要说明的是，术语“包括”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”、“第四”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
24.温度传感器的工作原理主要是利用电子元器件(可以是cmos，complementary metal oxide semiconductor，互补金属氧化物半导体)，在不同环境下的电压、电流或阻值等电信号大小或强弱不同的原理，从而可以通过接收上述电信号，将其转化为数字信号并经过一定运算处理，从而得到温度传感器当前所处环境的预估值。在生产制造温度传感器的过程中，由于工艺限制，常常会导致温度传感器的输出不稳定或存在较大偏差，温度传感器无法满足预定的允许误差，无法输出较为准确的温度数值，从而会导致多种环境温度无法准确把握、生产制造出现纰漏，和/或科学实验无法达到预期效果等问题。基于此，有必要提供一种温度传感器检测电路及具有其的检测装置。
25.需要说明地，此处的检测并不局限于某种特殊的场景，任何需要获取温度传感器输出的应用场景，都可以被涵盖于本实用新型的目标场景。例如，本实用新型提供的技术方案可以用于对温度传感器进行出厂或验收时的检验，具体可以是对温度传感器收发信号能力的检验，和/或对温度传感器量测环境温度素质的检验，和/或对温度传感器受驱动能力的检验，本实用新型提供的技术方案也可以用于在使用过程中对温度传感器所在回路的工作状态进行监控。当然，也可以具有其他用途，在此不进行穷举。
26.如图1所示，本实用新型一实施方式提供一种温度传感器检测装置100，包括一种温度传感器检测电路，用于检测温度传感器200的输出。在一种具体的实施方式中，温度传感器检测装置100可以包括上位机1，上位机1可以用于接收来自所述温度传感器检测电路的检测数据并进行存储，可以用于接收用户指令或运行内部程序来控制所述温度传感器检测电路动作，也可以用于接收外部数据并写入所述温度传感器检测电路。上位机1可以是通用计算机，例如个人计算机、服务器或单片机，也可以是具有特殊配置的工控机、工业计算机等。
27.如图1和图2所示，本实用新型一实施方式进一步提供一种温度传感器检测电路，可以设置于温度传感器检测装置100中，并具体可以设置在上位机1的后端，以接收上位机1的控制，对温度传感器200输出控制，以及进行数据传输。当然，本实用新型并不限制所述温度传感器检测电路的具体使用场景，本实用新型提供的技术方案可以替换地应用于任何需要对温度传感器的输出进行检测的装置、系统或场景下。
28.所述温度传感器检测电路，包括第一电源31、数据采集模块4、并行驱动模块5和第二电源。第一电源31连接至并行驱动模块5，用于为并行驱动模块5的工作供电；第二电源32连接温度传感器200，用于为温度传感器200的工作供电。由于温度传感器200具有高精度的特性，其工作电压通常小于数据采集模块4的工作电压，因而在一种实施方式中，第二电源32的输出电压小于第一电源31的输出电压。
29.进一步地，并行驱动模块5设置于数据采集模块4和温度传感器200之间，一方面，数据采集模块4通过控制信号线与并行驱动模块连接，从而建立控制信号输入输出的交换关系；另一方面，并行驱动模块5通过时钟信号线和数据信号线与温度传感器200连接，从而建立时钟信号和数据信号的交换关系。如此，可以至少在并行驱动模块5和温度传感器200之间建立双线的信号传输架构，以实现传输速度快，传输过程稳定以及不易产生乱码的技术效果。进一步地，本实施方式提供的双线信号传输方式可以使搭载有i2c总线(inter-integrated circuit，两线式串行总线)的传输。对于所述控制信号的传输方式，本实用新型并不进行具体限定，可以是采用通用的i/o端口进行单线或双线的双向数据传输。
30.在一种实施方式中，并行驱动模块5还具体包括有电压转换单元51，用于对第一电源31一侧的信号和第二电源32一侧的信号进行电压转换，并具体配置为，电压转换单元51的两个电压输入端分别连接第一电源31和第二电源32，分别接收输出的第一电压vcc1和第二电压vcc2(对应于图3和图4)。由于第一电源31连接并行驱动模块为其数据传输供电，第二电源32连接温度传感器200为其数据传输供电，增加的电压转换单元51能够以第一电压源31和第二电压源32分别输出的电压作为两侧的参考电压，有效平衡两侧电压不匹配的问题，配合双线信号传输，能够进一步提升温度传感器检测过程中整体的有效性，防止数据采集模块4一侧欠电压和温度传感器200一侧过电压的情况，并保证数据信号和时钟信号始终同步传输。
31.对于并行驱动模块5的具体功能，在一种实施方式中，并行驱动模块5用于接收来自所述数据信号线的数据信号输入，接收来自所述时钟信号线的时钟信号输入，并对应通过所述控制信号线形成反馈信号输出；并行驱动模块5还用于接收来自所述控制信号线的控制信号输入，并对应通过所述数据信号线形成数据信号输出，对应通过所述时钟信号线形成时钟信号输出。如此，可以实现双线双向的数据传输，根据数据采集模块4的控制信号，以时钟信号和数据信号相互配合实现对温度传感器200动作的控制，并根据温度传感器200输出的数据信号和时钟信号对数据采集模块4形成反馈，以实现温度传感器200的检测功能。
32.对于电压转换单元51的具体功能，在一种实施方式中，电压转换单元51用于将来自温度传感器200一侧、通过所述数据信号线传输的第二电源标准下的数据信号输入，转化为第一电源标准下的数据信号输入，馈送给数据采集模块4一侧，并用于将来自温度传感器200一侧、通过所述时钟信号线传输的第二电源标准下的时钟信号输入，转化为第一电源标
准下的时钟信号输入，馈送给数据采集模块4；电压转换单元51还用于将来自数据采集模块4一侧的第一电源标准下的数据信号输出，转化为第二电源标准下的数据信号输出，通过所述数据信号线传输给温度传感器200一侧，并用于将来自数据采集模块4一侧的第一电源标准下的时钟信号输出，转化为第二电源标准下的时钟信号输出，通过所述时钟信号线传输给温度传感器200一侧。如此，可以保证双线双向传输过程中的电平匹配，防止温度传感器200一侧过电压或数据采集模块4一侧欠电压。
33.此外，关于第一电源31与数据采集模块4的连接关系，图1中示出的一种实施方式下温度传感器检测装置中的数据采集模块4，是设置于上位机1内，并与并行驱动模块5连接的，基于此，数据采集模块4的供电可以由上位机1完成而无需连接第一电源31。而在图2中示出的一种实施方式下温度传感器检测装置中的数据采集模块4，是独立设置的，因此需要第一电源31为其工作供能。在此基础上，图1所提供的实施方式，自然可以配置为数据采集模块4在第一电源31的供电下工作，也可以配置为第一电源31为上位机1供电，且上位机1进一步为数据采集模块4供电，如此形成两者之间的间接连接关系。
34.进一步地，在一种实施方式中，温度传感器检测电路还包括支路选通单元6，支路选通单元6设置于并行驱动模块5和温度传感器200之间，包括连接至数据采集模块4的选通控制端，支路选通单元6被配置为根据所述选通控制端的选通控制信号，控制并行驱动模块5和温度传感器200之间建立连接关系或断开连接关系。如此，数据采集模块4与温度传感器200之间的数据交换，可以通过支路选通单元6进行统一控制，由于支路选通单元6的通断由数据采集模块4决定，因此用户可以通过上位机1或其他方式，将选通控制指令写入数据采集模块4中，以实现温度传感器检测的自动化时序控制。
35.对于并行驱动模块5和支路选通单元6的位置设置关系，图2中给出了两者各自作为温度传感器检测电路的一部分而分体设置的实施方式，但其并不影响图1示出的温度传感器检测装置中，将并行驱动模块5和支路选通单元6设置于同一块电路基板上进行封装，或也可以解释为设置于同一个实体装置内，同样能够实现预期的技术效果。
36.在一种实施方式中，温度传感器200在并行驱动模块5后方设置有多个，共同作为待测传感器组20，待测传感器组20中每个温度传感器200分别且依次接入并行驱动模块5及其中的电压转换单元51，以及数据采集模块4，从而并行地完成数据传输。在包含支路选通单元6的实施方式中，上述温度传感器200与数据采集模块4之间的并行数据传输，可以根据支路选通单元6的通断，在数据采集模块4的控制下，选择至少其中之一进行。同时，数据采集模块4也可以控制支路选通单元6按照预设时序，按顺序切换接入数据采集模块4的温度传感器200，在不同时刻完成不同温度传感器200的数据采集，并遍历地完成待测传感器组20中大量温度传感器200的批量数据采集。在一种实施方式中，待测传感器组20中的温度传感器200可以具有任何形式的阵列排布，可以是单列或单行。
37.结合图2和图3所示，在一种实施方式中，待测传感器组20至少包括第一传感器集合21，或称温度传感器200至少形成第一传感器集合21。具体地，第一传感器集合21包括第一温度传感器211和第二温度传感器212，对应地，电压转换单元51可以包括第一转换模块511和第二转换模块512，用于分别对第一温度传感器211和第二温度传感器212进行电压转换。如此，可以适应电压转换模块的最低选型要求，保持电压转换的效果和稳定性。一方面，在电压转换单元51配置为足以实现三通道以上转换的实施方式中，上述第一转换模块511
和第二转换模块512也可以是同一或部分同一的实体结构；另一方面，在此基础上，本实用新型当然并不排斥在第一传感器集合21或待测传感器组20中设置更多温度传感器200的技术方案，温度传感器200的数量也当然可以大于等于电压转换单元51中的电压转换模块的数量。
38.在连接关系上，如图2至图4，第一温度传感器211通过第一温度时钟端2111连接第一转换模块511的第一转换时钟端5111，两端口之间的连接可以具体通过所述时钟信号线完成；第一温度传感器211通过第一温度数据端2112连接第一转换模块511的第一转换数据端5112，两端口之间的连接可以具体通过所述数据信号线完成。与此相类似地，第二温度传感器212分别通过第二温度时钟端2121和第二温度数据端2122与第二转换模块512的第二转换时钟端5121和第二转换数据端5122对应连接。从而，能够实现对第一传感器集合21内中至少两个温度传感器的双线、双向、并行且自适应电平地传输。
39.在一种具体的实施方式中，第一传感器集合21中的多个温度传感器可以是呈阵列排布的，进一步地，待测传感器组20中每个传感器集合中，可以分别包括相同数量的温度传感器200，例如可以是15个温度传感器200，如此，与前方其他元器件相配合，能够实现15路并行检测，提高温度传感器的检测效率。当然，具体的数量可以根据本领域技术人员的需要调整，也可以是4路或8路。
40.在一种实施方式中，待测传感器组20还包括第二传感器集合22，或称温度传感器200在并行驱动模块5后方还形成有第二传感器集合22。具体地，第二传感器集合22包括对应于第一温度传感器211的第三温度传感器221，以及对应于第二温度传感器221的第四温度传感器222，并进一步地，第三温度传感器221分别通过第三温度时钟端2211和第三温度数据端2212与第一转换时钟端5111和第一转换数据端5112连接，第四温度传感器222分别通过第四温度时钟端2221和第四温度数据端2222与第二转换时钟端5121和第二转换数据端5122连接。如此，第一传感器集合21和第二传感器集合22中相互对应的温度传感器复用同一个电压转换模块，能够减少电路成本。并且，在第一传感器集合21和第二传感器集合22配置为具有相同阵列排布，两个传感器集合上相互对应的传感器具有相近的选型或参数配置时，共用传输线和电压转换模块并不会影响传感器的检测效果。
41.在一种实施方式中，如图2和图3所示，并行驱动模块5还包括隔离保护模块52，用于对传输信号进行隔离防串扰。其中，隔离保护模块52包括控制信号端、数据信号端和时钟信号端，所述控制信号端连接数据采集模块4，连接方式可以是通过所述控制信号线连接，所述数据信号端和所述时钟信号端连接电压转换单元51，从而传输所述第一电源标准下的时钟信号和所述第一电源标准下的数据信号。
42.在电压转换单元51中包括多个电压转换模块时，隔离保护模块52中的数据信号端和时钟信号端与电压转换模块上用于接收数据信号和时钟信号的端口相互匹配。例如所述时钟信号端包括图3示出的scl1.1端和scl2.1端，所述数据信号端包括图3示出的sda1.1端和sda2.1端，则第一转换模块511同样可以对应包括scl1.1端和sda1.1端，第二转换模块512同样可以对应包括scl2.1端和sda2.1端，对应建立连接关系从而实现上述技术效果。
43.此外，所述控制信号端可以包括图3示出的io1端、io2端、io3端和io4端等，至少io1端用于对应第一转换模块511，与数据采集模块4进行控制信号的传输，且至少io3端用于对应第二转换模块512，与数据采集模块4进行控制信号的传输。当然，在控制信号也配置
为双线双向并行传输的实施方式中，可以是io1端和io2端共同对应第一转换模块511，io3端和io4端共同对应第二转换模块512。
44.继续如图2至图4所示，在一种实施方式中，温度传感器检测电路还可以包括第一支路选通模块61和第二支路选通模块62，可以是包含于上述支路选通单元6中的，上述支路选通单元6可以对应包含有多个支路选通模块，根据相同或不同的所述选通控制端40的信号，来控制不同传感器(集合)接入数据采集模块4的状态。当然，在不存在支路选通单元6这一概念的温度传感器检测电路中，第一支路选通模块61、第二支路选通模块62以及其他支路选通模块可以作为新的概念提出。
45.其中，第一支路选通模块61设置于第一转换模块511和第一温度传感器211之间，并设置于第二转换模块512和第二温度传感器212之间，从而第一支路选通模块61的第一受控端601连接数据采集模块4的第一选通控制端401，且配置为选择性将第一温度传感器211接入第一转换模块511，并将第二温度传感器212接入第二转换模块512。第二支路选通模块62设置于第一转换模块511和第三温度传感器221之间，并设置于第二转换模块512和第四温度传感器222之间，从而第二支路选通模块62的第二受控端602连接数据采集模块4的第二选通控制端402，且配置为选择性将第三温度传感器221接入第一转换模块511，并将第四温度传感器222接入第二转换模块512。
46.如此，能够实现对第一传感器集合21和第二传感器集合22与数据采集模块4连接关系上的分别控制，在一种实施方式中，所述选通控制信号配置为单次控制其中一个传感器集合接入数据采集模块4，并对该传感器集合中包含的所有传感器分别形成的传感器检测通路，执行并行检测。据前文所述，所述传感器检测通路优选为15路。
47.对于具体结构，在一种实施方式中，第一支路选通模块61包括第一时钟开关611、第一数据开关612、第二时钟开关613和第二数据开关614。其中，第一时钟开关611设置于第一温度时钟端2111和第一转换时钟端5111之间，第一数据开关612设置于第一温度数据端2112和第一转换数据端5112之间；第二时钟开关613设置于第二温度时钟端2121和第二转换时钟端5121之间，第二数据开关614设置于第二温度数据端2122和第二转换数据端5122之间。如此，根据第一受控端601接收的、来自第一选通控制端401输出的选通控制信号进行开闭调节。
48.具体地，第一时钟开关611、第一数据开关612、第二时钟开关613和第二数据开关614可以配置为联动开关，从而形成对第一传感器集合21中所有温度传感器接入状态的统一控制。
49.当然，第二支路选通模块62以及其他支路选通模块，同样可以包含上述结构配置。同时，数据开关和时钟开关的数量可以根据温度数据端和温度时钟端的数量进行对应调整。当然，本实用新型也并不局限于在时钟信号线和数据信号线上都同时设置数据开关和时钟开关，本领域技术人员可以根据需要，选择其中一种设置。
50.综上，与现有技术相比，本实用新型提供的温度传感器检测电路，通过并行驱动模块实现对温度传感器的并行输入输出，通过将数据信号和时钟信号配置为通过两条信号线同步传输，且在并行驱动模块内设置有电压转换单元进行两侧电压的转换。如此，能够更好地适应温度传感器的电压和传输速度等工作需求，加快温度传感器的检测速度，同时防止温度传感器在检测过程中出现故障。
51.应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施方式中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。
52.上文所列出的一系列的详细说明仅仅是针对本实用新型的可行性实施方式的具体说明，它们并非用以限制本实用新型的保护范围，凡未脱离本实用新型技艺精神所作的等效实施方式或变更均应包含在本实用新型的保护范围之内。