专利名称：一种温度测量与校准电路及无源射频识别标签以及温度测量方法
技术领域：
本发明涉及射频识别领域，尤其涉及ー种温度測量与校准电路及无源射频识别标签，同时本发明还涉及应用无源射频识别标签进行温度测量的方法。
背景技术：
射频识别(Radio Frequency Identification,RFID)是一种非接触式的自动识别技术，具有低功耗的数据传输功能，可以应用于物流管理、身份识别、交通运输、食品医疗、动物管理等多种领域。RFID标签系统主要分为无源RFID标签和有源RFID标签。有源标签，即有电源供电的RFID标签；无源标签系统，即没有电源供电的RFID标签。无源RFID标签工作时，其工作电路需要的能量由电磁场能量转换而来。无源标签系统具有低成本，集成度高，封装形式灵活，寿命长等，尤其适用于仓库管理、食品医疗、动物管理等领域。
温度传感器在エ业控制、医疗和测量领域得到了广泛的应用。在集成电子系统中，温度传感器一般有两种存在形式ー种形式是温度传感器是独立于集成电路的，即具有独立于集成电子系统的温度传感器芯片，比如集成电子系统通过外置的热敏电阻器件来測量温度。在集成电子系统中，这种分立的温度传感器芯片具有成本高，封装体积大等特点，如此，则限制了该种温度传感器的应用领域，例如，在仓库管理、食品医疗、动物管理等领域不能很好地进行温度測量。另ー种形式则是将具有温度測量功能的芯片内置于集成电子系统中。目前，芯片内置的温度測量技术在集成电子系统广泛存在。该技术在有电源供电的情况下，通过获取半导体芯片PN结的电压差而产生带隙基准电压的方式取得与绝对温度成正比的物理量，比如电流。若将具有温度測量功能的芯片内置于无源RFID标签中，则可以获得具有温度测量功能的无源RFID标签。无源RFID标签实现温度采集测量之后，得到代表温度的物理量。由于该物理量通常是模拟信号，因此无源RFID标签通常还对该物理量进行模数转换，即将其转换为具有某一精度的数字代码。例如，无源RFID标签将代表一摄氏度的温度变化的模拟量转换为10位ニ进制数字代码，每一位数字代码所代表的温度变化即小于O. 001摄氏度。具体地，无源RFID标签在进行温度测量时，首先需要从周围的电磁场中吸收能量，该能量具体体现为感应线圈上的交流电流；其次通过模拟前端接收电路将吸收的能量进行转换，即交流电流到直流电流的转换，得到供给整个无源RFID标签工作的直流电源电压。无源RFID标签在进行温度测量时，一方面由于无源RFID标签各个�？槎缘缭吹缪沟慕涣魅哦囊种颇芰τ邢蓿沟酶鞲瞿？榈慕诘愕缪苟蓟岵煌潭鹊厥艿饺哦缭吹缪沟牡髦疲庵衷胍粜灾实牡髦迫哦嶙璋拊碦FID标签温度测量的精度。另ー方面，半导体芯片厂商在制造无源RFID标签时，由于制造出来的RFID标签受エ艺的影响，因此导致其制造电路性能也会存在不同程度的波动起伏。该波动起伏直接导致了同一半导体芯片制造エ艺制造出来的不同RFID标签在转换代表温度的物理量时产生较大范围的误差和不一致性，即在采用不同RFID标签测量同一温度时，会得到不同的数字代码，即采用不同RFID标签测量同一温度时，会得到不同的温度值，如此则不能保证无源RFID标签温度测量的一致性。这对于批量产品来说是致命的弱点，直接影响着该产品最終能否走向市场并为用户所接受。
发明内容
本发明实施例所要解决的技术问题在于，提供ー种温度測量与校准电路及无源射频识别标签，以及应用该标签进行温度测量的方法，可解决因无源射频识别标签的电源电压波动或受制造エ艺偏差而引起的无源射频识别标签进行温度测量时温度一致性无法保证的问题。本发明为实现上述目的，所采用的技术方案是ー种温度測量与校准电路，所述该电路包括參考基准电压生成电路，其输入输出端连接至外部检测装置，其输出端分别连接 第一放大电路和第二放大电路，用于生成不随温度与エ艺參数变化的第一带隙基准电压信号，即上限參考电压值至第一放大电路，和第二带隙基准电压信号，即下限參考电压值至第ニ放大电路；温度測量电压生成电路，其输出端连接至外部检测装置及电压平移调节电路，用于生成随温度呈线性变化的电压值； 电压平移调节电路，其输入端连接至外部检测装置及温度測量电压生成电路，用于在接收到外部检测装置输入的电压平移调节指示信号后，平移所述温度測量电压值至放大电路；三个放大电路，其中第一放大电路和第二放大电路均接成单位增益的缓冲器形式，用于分别调整所述上限參考电压值和下限參考电压值并输出至模数转换电路，第三放大电路接成放大增益倍数可调的形式，用于放大温度測量电压值，将该电压值调整到上限參考电压值和下限參考电压值之间并输出至模数转换电路；模数转换电路，用于将所述上限參考电压值和下限參考电压值转换成数字信号，并将所述介于上限參考电压值和下限參考电压值之间的温度測量电压值转换成数字信号，这个数字信号即代表温度量。本发明实施例的另一目的在于提供一种采用上述温度測量与校准电路的无源射频识别标签。本发明实施例的再一目的在于提供应用上述无源射频识别标签进行温度测量的方法，该方法包括測量前的校准及温度测量两部分，所述测量前的校准包括如下步骤a、參考基准电压信号生成与校准标签的參考基准电压生成电路生成不随温度变化的上限參考电压值与下限參考电压值，所述上限參考电压值与下限參考电压值经过校准后，使所有待测标签上限參考电压值校准至统ー的上限电压值，下限參考电压值也校准至统ー的下限电压值，且所述上限參考电压值与下限參考电压值具有不随温度和エ艺參数变化的特性；b、上限參考电压值与下限參考电压值数字信号生成
所述上限參考电压值经第一放大电路输出至模数转换电路生成代表最大值的数字信号，下限參考电压值经第二放大电路输出至模数转换电路生成代表最小值的数字信号;C、校准温度电压值生成与校准标签的温度测量电压生成电路在统ー的校准温度条件下生成ー个校准电压值，电压平移调节电路接受外部检测装置控制信号对所有标签的校准电压值进行平移校准，使各标签在该统ー的校准温度条件下所生成的电压值相同；所述温度測量包括如下步骤d、温度測量电压值生成与放大标签的温度測量电压生成电路检测待测物品温度，生成电压值，该电压值经过放 大电路放大使其介于上限參考电压值与下限參考电压值之间，并输入至模数转换电路；e、温度值提取模数转换电路将该电压值转换为数字信号，根据该数字信号即可得出该待测物品的温度值。本发明优势在于射频识别标签的參考基准电压生成电路生成两路不随温度变化的參考基准电压信号，即上限參考电压值和下限參考电压值，经过校准处理后，使所有待测标签上限參考电压值校准至统ー的上限电压值，下限參考电压值也校准至统ー的下限电压值，用于消除各标签受各种非理想因素的波动和エ艺偏差影响而导致生成的參考基准电压不相同的问题；同时，所有标签的温度測量电压生成电路在统ー的校准温度条件下生成一个校准电压值，经过对该校准电压值平移校准后，使所有待测标签的校准电压值相等，从而保证了不同的标签受各种非理想因素的波动和不同的エ艺偏差的影响下所测得的温度值的一致性。进ー步的，通过将实际测量时所生成的温度测量电压值进行放大，使其介于所述上限參考电压值和下限參考电压值之间并进行模数转换，通过对得到的数字信号进行等分取值，即可获得该电压值所对应的准确温度值，保证了温度测量的精确性，可将其广泛应用于环境温度检测、动物温度检测，冷链温度检测等温度检测各种领域，具有測量精度高的优点。
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述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发明的一些实施例，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I是本发明的电路总体结构框图；图2是本发明采用的參考基准电压生成电路结构图；图3是本发明采用的温度測量电压生成电路与校准电路的电路结构图；图4是本发明采用的放大电路结构图；图5是本发明对上限參考电压值及下限參考电压值校准步骤的示意图；图6是本发明对温度測量电压值放大步骤的示意图。
具体实施例方式下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明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发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。在描述本发明实施例之前，需要对本发明实施例中所涉及的一些关键词进行解释。本发明实施例中所述的耦接，代表两个连接端点之间存在直接或间接的连接关系。如图I所示，为本发明的电路总体结构框图。本发明所述ー种温度測量与校准电路1，该电路包括參考基准电压生成电路11，所述參考基准电压生成电路11输入输出端连接至外部检测装置2，其输出端分别连接第一放大电路14和第二放大电路15，用于生成不随温度 变化的第一带隙基准电压信号，即上限參考电压值至第一放大电路14，和第二带隙基准电压信号，即下限參考电压值至第二放大电路15。參考基准电压生成电路11同时将生成的两路參考基准电压输入至外部检测装置2，外部检测装置2检测该两路參考基准电压并对该參考基准电压进行校正。可在所述參考基准电压生成电路11内部或外部连接校准电路对该所述上限參考电压值及下限參考电压值进行校准。但是考虑到由于校准电路本身也存在电源电压波动或エ艺偏差等问题，因而本发明优先采用的校准结构为激光修调，即将所述參考基准电压生成电路11连接至激光修调结构，经过激光修调后的參考基准电压具有不随温度和エ艺參数变化的特性。温度測量电压生成电路12，所述温度測量电压生成电路12输出端连接至外部检测装置2及电压平移调节电路13，用于生成随温度呈线性变化的电压值。电压平移调节电路13，所述电压平移调节电路13输入端连接至外部检测装置2及温度測量电压生成电路12，用于在接收到外部检测装置2输入的电压平移调节指示信号后，平移所述温度測量电压值至放大电路。三个放大电路，其中第一放大电路14和第二放大电路15均接成单位增益的缓冲器形式，用于分别调整所述上限參考电压值和下限參考电压值并输出至模数转换电路17，第三放大电路16接成放大增益倍数可调的形式，用于放大温度測量电压值，将其电压值调整到上限參考电压值和下限參考电压值之间并输出至模数转换电路17 ；模数转换电路17，用于将所述上限參考电压值和下限參考电压值转换成数字信号，并将所述介于上限參考电压值和下限參考电压值之间的温度測量电压值转换成数字信号，这个数字信号即代表温度量。由于无源射频标签是将外部交流电转化为直流电供内部电路使用，其工作的稳定性直接取决于电压的稳定性，为消除由于电源电压的交流扰动而影响标签温度測量精度的问题，本发明所述温度測量与校准电路电源与地线之间连接有稳压滤波电路3，考虑到整个标签的成本及面积因素，该稳压滤波电路3可直接采用电容连接于电源与地线之间。本发明可解决现有同类产品中由于标签受电源电压波动或受エ艺偏差影响而引起的各标签进行温度测量时温度一致性无法保证的问题，其工作原理在干标签的參考基准电压生成电路生成两路不随温度变化的參考基准电压信号，即上限參考电压值和下限參考电压值，经过校准处理后，使所有待测标签上限參考电压值校准至统ー的上限电压值，下限參考电压值也校准至统ー的下限电压值，用于消除各标签受各种非理想因素的波动和エ艺偏差影响而导致生成的參考基准电压不相同的问题；同时，所有标签的温度測量电压生成电路在统ー的校准温度条件下生成一个校准电压值，经过对该校准电压值平移校准后，使所有待测标签的校准电压值相等，从而保证了不同的标签受各种非理想因素的波动和不同的エ艺偏差的影响下所测得的温度值的一致性。进ー步的，通过将实际测量时所生成的温度测量电压值进行放大，使其介于所述上限參考电压值和下限參考电压值之间并进行模数转换，通过对得到的数字信号进行等分取值，即可获得该电压值所对应的准确温度值，保证了温度测量的精确性。以下结合具体实施例对本发明的实现进行详细的说明。图2是本发明采用的參考基准电压生成电路结构图。所述參考基准电压生成电路包括并联连接的第一 P型MOS管M1，第二 P型MOS管M2及第三P型MOS管M3，所述第一 P型MOS管M1，第二 P型MOS管M2及第三P型MOS管M3源极分别耦接至电源作为电流源，第一 P型MOS管Ml，第二 P型MOS管M2及第三P型MOS管M3栅极分别耦接至第一放大器AMPl输出端，所述第一 P型MOS管Ml漏极耦接至第一放大器AMPl负输入端及第一 PNP三极管Ql的发射极，第一 PNP三极管Ql的基极与其集电极耦接并接地，第ー电阻Rl —端接入第一放大器AMPl负输入端,其另一端接地。所述第二 P型MOS管M2漏极耦接至第一放大器AMPl正输入端，并通过第三电阻R3耦接至第二 PNP三极管Q2的发射极，第二 PNP三极管Q2的基极与其集电极耦接并接地，第二电阻R2 —端接入第一放大器AMPl正输入端,其另一端接地。所述第三P型MOS管M3漏极通过第一调节电阻R4及第ニ调节电阻R5接地，在忽略电阻第一电阻R1、第二电阻R2及第三电阻R3本身的温度系数的前提下，利用第一放 大器AMPl的深度负反�。沟胕nm和inp两节点电压相等，Vebol在第一电阻Rl上产生的电流为负温度系数，而VebQ1与VebQ2之差在第三电阻R3上产生的电流为正温度系数,这样，负温度系数和正温度系数的电流按照一定比例相加，在第一 P型MOS管Ml和第二 P型MOS管M2上产生零温系数的电流，这个电流通过第三P型MOS管M3镜像，这个电流在比较窄的温度范围内(如0-50°C)流过第一调节电阻R4和第二调节电阻R5，就会产生两个零温度系数的电压Vhigh和VlOT。但是，由于实际芯片中电阻本身的温度变化特性，所述第一调节电阻R4和第二调节电阻R5不可避免的存在与温度值有关的电阻变化，从而影响流过第一调节电阻R4和第二调节电阻R5上的电压值。为消除第一调节电阻R4和第二调节电阻R5的温度系数对參考基准电压值的影响，可以通过设定第一电阻R1、第二电阻R2及第三电阻R3的阻值，或者是电流值，又或者是第一 PNP三极管Ql和第二 PNP三极管Q2的増益比，使在第一 P型MOS管Ml和第二 P型MOS管M2上产生带有一定零温系数的电流，该电流的温度系数与第一调节电阻R4和第二调节电阻R5的温度系数相互抵消，从而在第一调节电阻R4和第二调节电阻R5上得到零温度系数的电压值，即不随温度变化的參考基准电压值。设计时，将第一调节电阻R4和第二调节电阻R5设置成阻值可调的形式，通过测试，将每个芯片的电阻设置到合适大�。允姑扛鲂酒牡玫降腣high和V1ot相等，即保证片与片之间的一致性。本实施例以I. 4V的上限參考电压值及O. 4V的下限參考电压值为例。当然，还可以在O I. 8V之间取区间范围更窄或更宽的上下限參考电压值，区间范围越窄，精度越高，适用的温度范围越�。磺浞段г酱螅瑴y量精度就越差，适用的温度范围就越大。
图3是本发明采用的温度測量电压生成电路与校准电路的电路结构图。所述温度測量电压生成电路包括与温度系数成正比的电流源Iptat及与其串接并接地的第六电阻R6，用于生成随温度变化的电压值信号并输出至电压平移调节电路13。所述电压平移调节电路13包括并联连接的第四N型MOS管M4、第五N型MOS管M5及第六N型MOS管M6，所述第四N型MOS管M4、第五N型MOS管M5及第六N型MOS管M6作为源极跟随器，其漏极分别耦接至电源，源极分别耦接至电压输出端Vptat，用于输出随温度系数呈线性变化的电压值信号，所述第五N型MOS管M5及第六N型MOS管M6栅极分别通过第一开关SI及第ニ开关S2耦接至第四N型MOS管M4栅极；所述第四N型MOS管M4、第五N型MOS管M5及第六N型MOS管M6源极分别耦接至第一电流源I1、第二电流源I2及第三电流源13输入端，所述第一电流源ら输出端接地，所述第二电流源I2及第三电流源I3输出端分别通过第三开关S3及第四开关S4接地。通过设定第四N型MOS管M4、第五N型MOS管M5及第六N型MOS管M6的比值，以及第一电流源 I1、第二电流源I2及第三电流源I3的比值，以及第ー开关SI、第二开关S2、第三开关S3及第四开关S4的关和断的状态，控制流过所述第四N型MOS管M4、第五N型MOS管M5及第六N-M0S-M6的总电流值，达到控制电压输出端Vptat的电压值的目的。例如设定所述第四N型MOS管M4、第五N型MOS管M5及第六N型MOS管M6宽长比为I : I : 2，则通过设定第一开关SI及第ニ开关S2的关和断的状态组合出宽长比1、2、3和4四种不同的状态，同理，设定第一电流源I1、第二电流源I2及第三电流源I3的比值为I : I : 2，则通过设定第三开关S3及第四开关S4的关和断的状态组合出电流值为1、2、3和4四种不同的状态，将N型MOS管的四种状态与电流值的四种状态组合，达到控制电压输出端Vptat的电压值的目的。图4是本发明采用的放大电路结构图。所述放大电路包括第二放大器AMP2，所述第二放大器AMP2正输入端连接至电压平移调节电路电压输出端作为放大信号输入脚，其负输入端通过第八开关S8及第十一电阻Rll接地，其输出端依次串接第七电阻R7、第八电阻R8、第九电阻R9、第十电阻RlO及第十一电阻Rl I接地，第五开关S5、第六开关S6及第七开关S7 —端接入所述第二放大器AMP2负输入端，其另一端分别连接至所述第七电阻R7与第八电阻R8之间、第八电阻R8与第九电阻R9之间及第九电阻R9与第十电阻RlO之间。其中第一放大电路14及第ニ放大电路15接成单位增益的缓冲器形式，用于分别调整所述上限參考电压信号和下限參考电压信号并输出至模数转换电路17，同时用于隔离參考基准电压生成电路11与模数转换电路17，防止模数转换电路17的电压波动反向影响參考基准电压生成电路11的參考基准电压的生成。第三放大电路16接成放大增益倍数可调的形式，用于放大温度測量电压值，将其电压值调整到上限參考电压值和下限參考电压值之间。由于第一放大电路14及第ニ放大电路15接成单位增益的缓冲器形式，其部分性能有受温度因素影响而稍有改变，例如环路带宽，和直流増益等。但是由于该两个放大电路接成反馈环路的缘故，该放大电路的温度影响及エ艺偏差影响对缓冲作用本身没有直接的体现，亦即如果输入是不随温度和エ艺偏差变化的电压，缓冲输出的电压也不随温度和エ艺偏差变化，即參考基准电压生成电路11所生成的两路不随温度和エ艺參数变化的參考电压值经过第一放大电路14及第ニ放大电路15后，仍然可以得到不随温度和エ艺參数变化的恒定电压值。相类似的，第三放大电路16的増益倍数直接取决于反馈电阻之间的比值，各反馈电阻的温度系数和エ艺參数可以相互抵消，同样可以做到不随温度和エ艺參数变化而变化。所以第三放大电路中本身受温度和エ艺參数影响而变化的性能也不会导致放大后输出的电压随温度和エ艺參数的变化而变化。模数转换电路17用于将所述上限參考电压值转换为代表最大值的数字信号，本实施例数字信号以十位ニ进制代码为例说明，则该最大值为十个I，模数转换电路17同时将所述下限參考电压值转换为代表最小值的十位ニ进制代码，即十个0，同时将经过放大处理后的温度測量电压生成电路生成的电压值转换为介于所述上限參考电压值和下限參考电压值之间的十位ニ进制代码，由于所述最大值的十位ニ进制代码及最小值的十位ニ进制代码将其所代表的温度范围均等分为21(1-1份，即1023份，因此，对于任意位于该区间范围内的十位ニ进制代码，即对应于ー个确定的温度值，该温度值即标签所测得的该物品的温 度值。本发明实施例的另一目的在于提供一种采用上述温度測量与校准电路的无源射频识别标签，所述该无源射频识别标签包括电源管理部分、模拟电路部分，数字电路部分、存储部分、信号收发电路部分等。所述电源部分用于将接收的电磁场转换为交流电，然后交流电转换成直流电供给模拟电路部分及数字电路部分工作；模拟电路部分包括上述温度测量与校准电路，用于检测待测物品温度，并生成随温度呈线性变化的电压值；数字电路部分用于将所述模拟电路部分生成的电压值信号转化为数字信号并结果运算分析得出待测物品的温度值；存储部分为可擦写存储器，用于存储所有的温度信息供使用者查阅；信号收发电路用于跟读写器进行双向无线传输，供使用者对标签进行操作控制及信息读取。本发明实施例的再一目的在于提供应用上述无源射频识别标签进行温度测量的方法，该方法包括測量前的校准及温度测量两部分，所述测量前的校准包括如下步骤a、參考基准电压信号生成与校准标签的參考基准电压生成电路生成不随温度变化的上限參考电压值与下限參考电压值，所述上限參考电压值与下限參考电压值经过校准后，使所有待测标签上限參考电压值校准至统ー的上限电压值，下限參考电压值也校准至统ー的下限电压值，如图5，且经过校准后的參考电压值具有不随各标签的エ艺參数变化而变化的特性。所述该预先校准步骤包括采用电路校准或者是激光修调校准等方法，由于电路校准方法中校准电路本身也存在电源电压波动或エ艺偏差等问题，因而本发明优先采用的校准方法为激光修调方法。b、上限參考电压值与下限參考电压值数字信号生成所述上限參考电压值经第一放大电路输出至模数转换电路生成代表最大值的数字信号，下限參考电压值经第二放大电路输出至模数转换电路生成代表最小值的数字信号。由于第一放大电路及第ニ放大电路接成单位增益的缓冲器形式，其部分性能有受温度因素影响而稍有改变，例如环路带宽，和直流増益等。但是由于该两个放大电路接成反馈环路的缘故，该放大电路的温度影响及エ艺偏差影响对缓冲作用本身没有直接的体现，亦即如果输入是不随温度和エ艺偏差变化的电压，缓冲输出的电压也不随温度和エ艺偏差变化，即參考基准电压生成电路所生成的两路不随温度和エ艺參数变化的參考电压值经过第一放大电路及第ニ放大电路后，仍然可以得到不随温度和エ艺參数变化的恒定电压值，因而转换成的数字信号也不随温度和エ艺參数变化而变化。C、校准温度电压值生成与校准标签的温度测量电压生成电路在统ー的校准温度条件下生成ー个校准电压值，电压平移调节电路接受外部检测装置控制信号对所有标签的校准电压值进行平移校准，使各标签在该统ー的校准温度条件下所生成的电压值相同。所述温度測量包括如下步骤d、温度測量电压值生成与放大标签的温度測量电压生成电路检测待测物品温度(该待测物品温度值应介于该 标签的温度測量范围之内)，生成电压值，该电压值经过放大电路放大使其介于上限參考电压值与下限參考电压值之间，如图6所示，并输入至模数转换电路。由于第三放大电路的増益倍数直接取决于反馈电阻之间的比值，各反馈电阻的温度系数和エ艺參数可以相互抵消，从而做到不随温度和エ艺參数变化而变化。所以第三放大电路中本身受温度和エ艺參数影响而变化的性能也不会导致放大后输出的电压随温度和エ艺參数的变化而变化。由于该放大电路为放大倍数増益可调，因此可根据其所生成的电压值大小选择该放大器的放大倍数，比如该标签温度测量范围为25°C _50°C，所生成的电压值范围为4mv-14mv，则如果该放大器倍数为60倍，经过放大后，该电压值范围为O. 24v-0. 84v，该电压值区间部分位于上下限參考电压的O. 4v-l. 4v之间，存在部分的偏离而致使无法测量；当该放大器倍数为100倍吋，则经过放大后的电压值范围为O. 4v-l. 4v,完全位于上下限參考电压值范围内，可对该标签测的全部电压值进行模数转换，得出精确的温度值；当该放大器倍数为150倍时，则经过放大后的电压值范围为O. 6v-2. IV，存在偏离上下限參考电压值范围外的电压值，则该部分偏离的电压值便无法精确转换得出温度值。因此，该放大器的放大倍数应保证放大后的电压值范围完全落入上下限參考电压值范围内，否则偏离上下限电压值范围的电压值将无法得出准确的温度值。e、温度值提取模数转换电路将该电压值转换为数字信号，根据该数字信号即可得出该待测物品的温度值。本发明实施例选择的上下限參考电压值为O. 4v-l. 4v，将该Iv的电压差转换为十位ニ进制的代码，上限电压值为11 1111 1111，下限电压值为00 0000 0000，即将该Iv的电压差等分为21(1-1，即1023份，每ー个位于该上下限电压值之间的十位ニ进制代码即对应着ー个固定的温度值，例如，若将本发明所述标签用于测量温度值为35-42°C之间体温，则測量精度达7/1023°C，若将其用于测量温度值为-25-15°C之间的冷链温度，则测量精度达40/1023°C，測量精度高，可将其广泛应用于各种精确的温度检测领域。
权利要求
1.一种温度测量与校准电路，其特征在于，所述该电路包括 参考基准电压生成电路，其输入输出端连接至外部检测装置，其输出端分别连接第一放大电路和第二放大电路，用于生成不随温度与工艺参数变化的第一带隙基准电压信号，即上限参考电压值至第一放大电路，和第二带隙基准电压信号，即下限参考电压值至第二放大电路； 温度测量电压生成电路，其输出端连接至外部检测装置及电压平移调节电路，用于生成随温度呈线性变化的电压值； 电压平移调节电路，其输入端连接至外部检测装置及温度测量电压生成电路，用于在接收到外部检测装置输入的电压平移调节指示信号后，平移所述温度测量电压值至放大电路； 三个放大电路，其中第一放大电路和第二放大电路均接成单位增益的缓冲器形式，用于分别调整所述上限参考电压值和下限参考电压值并输出至模数转换电路，第三放大电路接成放大增益倍数可调的形式，用于放大温度测量电压值，将该电压值调整到上限参考电压值和下限参考电压值之间并输出至模数转换电路； 模数转换电路，用于将所述上限参考电压值和下限参考电压值转换成数字信号，并将所述介于上限参考电压值和下限参考电压值之间的温度测量电压值转换成数字信号，这个数字信号即代表温度量。
2.根据权利要求I所述的温度测量与校准电路，其特征在于，所述该温度测量与校准电路还包括连接于电源与地线之间的稳压滤波电路。
3.根据权利要求I所述的温度测量与校准电路，其特征在于，所述参考基准电压生成电路包括并联连接的第一 P型MOS管，第二 P型MOS管及第三P型MOS管， 所述第一 P型MOS管，第二 P型MOS管及第三P型MOS管源极分别耦接至电源作为电流源，栅极分别耦接至第一放大器输出端，所述第一 P型MOS管漏极耦接至第一放大器负输入端及第一 PNP三极管的发射极，第一 PNP三极管的基极与其集电极耦接并接地，第一电阻一端接入第一放大器负输入端，其另一端接地； 所述第二 P型MOS管漏极耦接至第一放大器正输入端，并通过第三电阻耦接至第二 PNP三极管的发射极，第二 PNP三极管的基极与其集电极耦接并接地，第二电阻一端接入第一放大器正输入端，其另一端接地； 所述第三P型MOS管漏极通过第一调节电阻及第二调节电阻接地。
4.根据权利要求I所述的温度测量与校准电路，其特征在于，所述温度测量电压生成电路包括与温度系数成正比的电流源及与其串接并接地的第六电阻，用于生成随温度变化的电压值信号并输出至电压平移调节电路。
5.根据权利要求I所述的温度测量与校准电路，其特征在于，所述电压平移调节电路包括并联连接的第四N型MOS管、第五N型MOS管及第六N型MOS管， 所述第四N型MOS管、第五N型MOS管及第六N型MOS管作为源极跟随器，其漏极分别耦接至电源，源极分别耦接至电压输出端，用于输出随温度系数呈线性变化的电压值信号，所述第五N型MOS管及第六N型MOS管栅极分别通过第一开关及第二开关耦接至第四N型MOS管栅极， 所述第四N型MOS管、第五N型MOS管及第六N型MOS管源极分别耦接至第一电流源、第二电流源及第三电流源输入端，所述第一电流源输出端接地，所述第二电流源及第三电流源输出端分别通过第三开关及第四开关接地。
6.根据权利要求I所述的温度测量与校准电路，其特征在于，所述放大电路包括第二放大器，所述第二放大器正输入端连接至电压平移调节电路作为放大信号输入脚，其负输入端通过第八开关及第十一电阻接地，其输出端依次串接第七电阻、第八电阻、第九电阻、第十电阻及第十一电阻接地，第五开关、第六开关及第七开关一端接入所述第二放大器负输入端，其另一端分别连接至所述第七电阻与第八电阻之间、第八电阻与第九电阻之间及第九电阻与第十电阻之间。
7.一种无源射频识别标签，其特征在于，所述无源射频识别标签包括权利要求I至6中任一项所述的温度测量与校准电路。
8.一种应用如权利要求7所述无源射频识别标签进行温度测量的方法，其特征在于，该方法包括测量前的校准及温度测量两部分， 所述测量前的校准包括如下步骤 a、参考基准电压信号生成与校准 标签的参考基准电压生成电路生成不随温度变化的上限参考电压值与下限参考电压值，所述上限参考电压值与下限参考电压值经过校准后，使所有待测标签上限参考电压值校准至统一的上限电压值，下限参考电压值也校准至统一的下限电压值，且所述上限参考电压值与下限参考电压值具有不随温度和工艺参数变化的特性； b、上限参考电压值与下限参考电压值数字信号生成 所述上限参考电压值经第一放大电路输出至模数转换电路生成代表最大值的数字信号，下限参考电压值经第二放大电路输出至模数转换电路生成代表最小值的数字信号； C、校准温度电压值生成与校准 标签的温度测量电压生成电路在统一的校准温度条件下生成一个校准电压值，电压平移调节电路接受外部检测装置控制信号对所有标签的校准电压值进行平移校准，使各标签在该统一的校准温度条件下所生成的电压值相同； 所述温度测量包括如下步骤 d、温度测量电压值生成与放大 标签的温度测量电压生成电路检测待测物品温度，生成电压值，该电压值经过放大电路放大使其介于上限参考电压值与下限参考电压值之间，并输入至模数转换电路； e、温度值提取 模数转换电路将该电压值转换为数字信号，根据该数字信号即可得出该待测物品的温度值。
9.根据权利要求8所述的应用无源射频识别标签进行温度测量的方法，其特征在于，所述上限参考电压值与下限参考电压值校准的方法为激光修调法。
全文摘要
本发明涉及射频识别领域，尤其涉及一种温度测量与校准电路及无源射频识别标签，同时本发明还涉及应用该标签进行温度测量的方法。标签的温度测量与校准电路生成不随温度变化的上限参考电压值和下限参考电压值，将其校准至统一的上限电压值和下限电压值，且消除各标签受电源电压波动和工艺偏差影响而导致的参考基准电压不相同的问题；同时，标签的温度测量电压生成电路在统一的校准温度条件下生成一个校准电压值，经过对该校准电压值平移校准后，使待测标签的校准电压值相等，从而保证了不同的标签所测得的温度值的一致性，可将其广泛应用于环境温度检测、动物温度检测，冷链温度检测等各种领域，具有测量精度高的优点。
文档编号G01K7/00GK102840925SQ20121035208
公开日2012年12月26日 申请日期2012年9月20日 优先权日2012年9月20日
发明者吴边, 王兴意, 周伶俐, 韩富强, 漆射虎 申请人:卓捷创芯科技(深圳)有限公司
专业数控铣床产品供应商
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