专利名称：温度测量方法
技术领域：
本发明涉及一种温度测量方法，特别涉及一种使用半导体技术制作的温度测量元件进行测量的温度测量方法。
背景技术：
温度是大自然的一项重要指针，而温度的变化会改变材料的性质，因此在现今的高科技产品中，操作控制产品输出性能的控制器，会根据产品所在的环境温度，并针对当时的环境温度输出控制参数以使产品的性能更佳。
其为现今高科技产品所必备的功能；以液晶面板的显示色彩控制来说，其需要液晶控制器控制输出电压，从而操作控制液晶显示面板的显示画面，但由于液晶面板的电性会随着温度的改变而改变，因此液晶显示控制器需针对不同的液晶种类在不同的温度下作电压输出的补偿，以达到较佳的显示品质，所以测量外在环境的温度改变，并按照温度的变化作电压补偿，成为液晶显示控制器所必需具备的功能。
已知的测量温度的方法是增设一个温度测量元件，其可为电阻式温度计或热电偶式温度计，再将温度测量元件所测量的温度输入控制器，以调整控制器所输出的控制参数，然而该种温度测量方法需要外加元件，因而造成额外成本与安装空间的增加。
发明内容
本发明的目的，在于解决上述缺陷，为避免该缺陷的存在，本发明利用半导体制程技术在集成电路上设置温度测量元件，从而提供一简便、有效且无须外加元件的温度测量方法，非常符合现今产品的需求。
本发明是一种温度测量方法，其温度测量元件是利用半导体制程技术而制作的，其包含二个正相放大电路与一比较器，两个正相放大电路采用的电阻的电阻热敏系数分别乘以温度变化后加上数值1的比值不同，且其中至少一个电阻是可调式电阻，比较器可用于指示两个正相放大电路的电压输出是否相同，在标准温度下，调整可调式电阻的电阻值使两个正相放大电路具有相同的电压输出，当温度改变时，两个正相放大电路的电压输出差值会改变，因此调整可调式电阻的电阻值以使正相放大电路维持相同的电压输出，预先记录电阻调整值与温度变化的关系，即可由电阻调整值来得知目前的温度。
图1是已有的正相放大电路图。
图2是本发明的第一实施例的电路图。
图3是本发明的可调式电阻的电路图。
图4是本发明的另一实施例的电路图。
图5是本发明的又一实施例的电路图。
具体实施例方式
有关本发明的详细说明及技术内容，现结合
如下请参阅图1，是本发明的正相放大电路图，其输入电压为VI，输出电压为VO，R1、R2是电阻，电阻R1、R2的电阻热敏系数分别为X1、X2，当温度变化dT时，依据电子电路学理论，输入电压VI与输出电压VO的关系为[VO/VI＝1+R1(1+dT×X1)/(R2(1+dT×X2))]。
请参阅图2，是本发明的第一实施例的电路图，其实施步骤如下第一步骤利用半导体制程制作出一第一正相放大电路10，其是由第一放大器OP1、第一电阻RA、与第二电阻RB组成，其具有端点A与端点B，第一电阻RA与第二电阻RB的电阻热敏系数分别为XA与XB。
第二步骤同样的利用半导体制程制作出第二正相放大电路20，其是由第二放大器OP2、第一可调式电阻RAA、与第二可调式电阻RBA所组成，其具有端点C与端点D，其中第一可调式电阻RAA与第二可调式电阻RBA的电阻热敏系数分别为XAA与XBA，此处两个正相放大电路10、20采用的电阻的电阻热敏系数XA、XB、XAA、XBA分别乘以温度变化dT后加上数值1的比值(XA×dT+1)/(XB×dT+1)与(XAA×dT+1)/(XBA×dT+1)不同。
第三步骤分别由端点A与端点C输入参考电压Vr，参考电压Vr经过第一正相放大电路10与第二正相放大电路20的运作后，其在端点B与端点D的电压分别为VB与VD，VB、VD、与Vr的关系依据电子电路学理论为[VB/Vr＝1+RA×(1+dT×XA)/(RB×(1+dT×XB))]与[VD/Vr＝1+RAA×(1+dT×XAA)/(RBA×(1+dT×XBA))]，利用半导体制程制作出一比较器30用以比较端点B与端点D的电压值，比较器30具有一正输入301与一负输入302，当正输入301的电压大于负输入302的电压时，比较器30会显示[高]，相反的当负输入302的电压大于正输入301的电压时，比较器30会显示[低]。
第四步骤在标准温度下，调整第一可调式电阻RAA与第二可调式电阻RBA的电阻值，使端点B与端点D的电压相同，作为初始状况，标准温度是指一固定温度用以作为校正的初始温度，一般常用的标准温度为25℃，判定端点B与端点D的电压是否相同的方法，可利用比较器30会按照输入的两个电压的大小来判定[高]或[低]的特性进行；为使端点B与端点D的电压相同，按照可调式电阻的可调整间距，逐步调整第一可调式电阻RAA或第二可调式电阻RBA，并观察比较器30是否产生由[高]到[低]或是由[低]到[高]的变化，如比较器30的显示产生变化，即可判定此时输入比较器30的两个电压相同。
第五步骤在温度改变时，因为两个正相放大电路10、20采用的电阻的电阻热敏系数XA、XB、XAA、XBA分别乘以温度变化dT后加上数值1的比值(XA×dT+1)/(XB×dT+1)与(XAA×dT+1)/(XBA×dT+1)不同，所以第一正相放大电路10与第二正相放大电路20在温度改变时，其输出电压的变化不同，导致其输出的电压值不同，故在温度变化时，可调整第二可调式电阻RBA的电阻值或第一可调式电阻RAA的电阻值以使电压VB与VD保持相同，但值得注意的是第二可调式电阻RBA与第一可调式电阻RAA只能择一调整。
第六步骤预先记录各种温度变化下，将第一正相放大电路10与第二正相放大电路20的输出电压VB与VD调整至相同的电压值时，其所需调整的电阻值；在应用时，我们即可由所需调整的电阻值反推当时的温度。
依据上述步骤，即可形成本发明的温度测量方法，其温度测量元件是利用半导体技术直接在集成电路上制作的，因此不需外加元件即可达到测量温度的目的，又因其元件是利用半导体制程制作而成，因此其应用的温度范围取决于半导体制程，目前半导体制程可提供的较高热敏系数电阻的温度范围在-40℃到85℃，为使本发明有较佳的效果，本发明的应用范围在-40℃到85℃之间；请参阅图3，是本发明的可调式电阻示意图，为能在集成电路上形成可调式电阻，其由多个电阻R与断路开关器S组成，其端点F与端点G之间的电阻值是由四个断路开关器S所控制，此四个断路开关器同时只能有一个关闭，因此端点F与端点G之间的电阻值有四种选择，当把此构造应用在集成电路时，其断路开关器与电阻可有数百个甚至数千个之多，因此其可调整的电阻范围相当精密。
请参阅图4，是本发明的另一实施例的电路图，其将第一实施例中的第一可调式电阻RAA以第三电阻RC取代，且第三电阻RC的电阻热敏系数为XC，同样的第三电阻RC的电阻热敏系数XC需使两个正相放大电路10、20采用的电阻的电阻热敏系数XA、XB、XC、XBA分别乘以温度变化dT后加上数值1的比值(XA×dT+1)/(XB×dT+1)与(XC×dT+1)/(XBA×dT+1)不同，经过此取代后，第四步骤中，在标准温度下，只需调整第二可调式电阻RBA的电阻值使端点B与端点D的电压相同，作为初始状况；而第五步骤变更为在温度改变时，调整第二可调式电阻RBA的电阻值以使端点B与端点D的电压VB与VD保持相同，其余的步骤均与第一实施例相同，也可达到本发明的效果。
请参阅图5，该实施例中将第一实施例的第二可调式电阻RBA以第四电阻RD取代，且第四电阻RD的电阻热敏系数为XD，同样的第四电阻RD的电阻热敏系数XD需使两个正相放大电路10、20采用的电阻的电阻热敏系数XA、XB、XAA、XD分别乘以温度变化dT后加上数值1的比值(XA×dT+1)/(XB×dT+1)与(XAA×dT+1)/(XD×dT+1)不同，经过此取代后，第四步骤中，在标准温度下，只需调整第一可调式电阻RAA的电阻值，使端点B与端点D的电压相同，作为初始状况；第五步骤变更为在温度改变时，调整第一可调式电阻RAA的电阻值以使端点B与端点D的电压VB与VD保持相同，其余的步骤均与第一实施例相同，同样可达到本发明的效果。
以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的权利要求范围之内。
权利要求
1.一种温度测量方法，其温度测量元件是通过半导体制程技术而制作的，其特征在于所述方法包括下列步骤(一)利用一第一电阻(RA)、一第二电阻(RB)、与一第一放大器(OP1)组成一第一正相放大电路(10)；
(二)利用一第一可调式电阻(RAA)、一第二可调式电阻(RBA)、与一第二放大器(OP2)组成一第二正相放大电路(20)，使所述第一正相放大电路(10)与所述第二正相放大电路(20)采用的电阻的电阻热敏系数(XA、XB、XAA、XBA)分别乘以温度变化后加上数值1的比值不同；
(三)在所述第一正相放大电路(10)与所述第二正相放大电路(20)输入一相同的参考电压(Vr)，并利用一比较器(30)比较两者的输出电压(VB、VD)的大�。�
(四)在标准温度下，调整所述第一可调式电阻(RAA)与所述第二可调式电阻(RBA)的电阻值，使所述第一正相放大电路(10)与所述第二正相放大电路(20)的输出电压(VB、VD)相同，作为初始状况；
(五)在温度改变时，调整所述第二可调式电阻(RBA)的电阻值以使所述第一正相放大电路(10)与所述第二正相放大电路(20)的输出电压(VB、VD)保持相同；
(六)记录各种温度下，所述步骤(五)所需调整的电阻值，即可由所述调整的电阻值反推到当时的温度。
2.根据权利要求1所述的温度测量方法，其特征在于，所述步骤(五)变更为，在温度改变时，调整所述第一可调式电阻(RAA)的电阻值以使所述第一正相放大电路(10)与所述第二正相放大电路(20)的输出电压(VB、VD)保持相同。
3.根据权利要求1所述的温度测量方法，其特征在于，所述第一可调式电阻(RAA)以一第三电阻(RC)取代，且所述第三电阻(RC)的电阻热敏系数(XC)需使所述第一正相放大电路(10)与所述第二正相放大电路(20)采用的电阻的电阻热敏系数(XA、XB、XC、XBA)分别乘以温度变化后加上数值1的比值不同，且所述步骤(四)变更为在标准温度下，调整所述第二可调式电阻(RBA)的电阻值使所述第一正相放大电路(10)与所述第二正相放大电路(20)的输出电压(VB、VD)相同，作为初始状况。
4.根据权利要求1所述的温度测量方法，其特征在于，所述第二可调式电阻(RBA)以一第四电阻(RD)取代，且所述第四电阻(RD)的电阻热敏系数(XD)需使所述第一正相放大电路(10)与所述第二正相放大电路(20)采用的电阻的电阻热敏系数(XA、XB、XAA、XD)分别乘以温度变化后加上数值1的比值不同，且所述步骤(四)变更为在标准温度下，调整所述第一可调式电阻(RAA)的电阻值使所述第一正相放大电路(10)与所述第二正相放大电路(20)输出的电压(VB、VD)相同，作为初始状况；所述步骤(五)变更为在温度改变时，调整所述第一可调式电阻(RAA)的电阻值以使所述第一正相放大电路(10)与所述第二正相放大电路(20)的输出电压(VB、VD)保持相同。
5.根据权利要求1、2、3或4所述的温度测量方法，其特征在于，所述可调式电阻(RAA、RBA)通过多个断路开关器(S)与多个电阻(R)组合而成，调整各个所述断路开关器(S)的开关即可调整所述可调式电阻(RAA、RBA)的电阻值。
6.根据权利要求1、2、3或4所述的温度测量方法，其特征在于，测量温度变化范围是在-40℃到85℃。
全文摘要
本发明公开了一种温度测量方法，其测量元件是利用半导体制程技术而制作的，并且与集成电路整合在一起，本发明在标准温度下调整电阻值使两个正相放大电路的输出电压相同，其是利用比较器来判断两者电压是否相同的，两个正相放大电路采用的电阻的电阻热敏系数分别乘以温度变化后加上数值1的比值不同，因此在温度改变时，两个正相放大电路所输出的电压会有所不同，于是可调整其中一个正相放大电路的电阻值，使两个正相放大电路的电压维持相同，记录温度与所调整电压的关系，即可由所调整的电压反推到温度。
文档编号G01K7/16GK1601242SQ03126468
公开日2005年3月30日 申请日期2003年9月28日 优先权日2003年9月28日
发明者林春生 申请人:矽创电子股份有限公司
专业数控铣床产品供应商
20年生产经验，实力工厂，精工品质，质量有保障
