一種溫度測量與校準電路及無源射頻識別標簽以及溫度測量方法技術

本發明專利技術涉及射頻識別領域，尤其涉及一種溫度測量與校準電路及無源射頻識別標簽，同時本發明專利技術還涉及應用該標簽進行溫度測量的方法。標簽的溫度測量與校準電路生成不隨溫度變化的上限參考電壓值和下限參考電壓值，將其校準至統一的上限電壓值和下限電壓值，且消除各標簽受電源電壓波動和工藝偏差影響而導致的參考基準電壓不相同的問題；同時，標簽的溫度測量電壓生成電路在統一的校準溫度條件下生成一個校準電壓值，經過對該校準電壓值平移校準后，使待測標簽的校準電壓值相等，從而保證了不同的標簽所測得的溫度值的一致性，可將其廣泛應用于環境溫度檢測、動物溫度檢測，冷鏈溫度檢測等各種領域，具有測量精度高的優點。

【技術實現步驟摘要】

本專利技術涉及射頻識別領域，尤其涉及ー種溫度測量與校準電路及無源射頻識別標簽，同時本專利技術還涉及應用無源射頻識別標簽進行溫度測量的方法。
技術介紹
射頻識別(Radio Frequency Identification,RFID)是一種非接觸式的自動識別技術，具有低功耗的數據傳輸功能，可以應用于物流管理、身份識別、交通運輸、食品醫療、動物管理等多種領域。RFID標簽系統主要分為無源RFID標簽和有源RFID標簽。有源標簽，即有電源供電的RFID標簽；無源標簽系統，即沒有電源供電的RFID標簽。無源RFID標簽工作時，其工作電路需要的能量由電磁場能量轉換而來。無源標簽系統具有低成本，集成度高，封裝形式靈活，壽命長等，尤其適用于倉庫管理、食品醫療、動物管理等領域。 溫度傳感器在エ業控制、醫療和測量領域得到了廣泛的應用。在集成電子系統中，溫度傳感器一般有兩種存在形式ー種形式是溫度傳感器是獨立于集成電路的，即具有獨立于集成電子系統的溫度傳感器芯片，比如集成電子系統通過外置的熱敏電阻器件來測量溫度。在集成電子系統中，這種分立的溫度傳感器芯片具有成本高，封裝體積大等特點，如此，則限制了該種溫度傳感器的應用領域，例如，在倉庫管理、食品醫療、動物管理等領域不能很好地進行溫度測量。另ー種形式則是將具有溫度測量功能的芯片內置于集成電子系統中。目前，芯片內置的溫度測量技術在集成電子系統廣泛存在。該技術在有電源供電的情況下，通過獲取半導體芯片PN結的電壓差而產生帶隙基準電壓的方式取得與絕對溫度成正比的物理量，比如電流。若將具有溫度測量功能的芯片內置于無源RFID標簽中，則可以獲得具有溫度測量功能的無源RFID標簽。無源RFID標簽實現溫度采集測量之后，得到代表溫度的物理量。由于該物理量通常是模擬信號，因此無源RFID標簽通常還對該物理量進行模數轉換，即將其轉換為具有某一精度的數字代碼。例如，無源RFID標簽將代表一攝氏度的溫度變化的模擬量轉換為10位ニ進制數字代碼，每一位數字代碼所代表的溫度變化即小于O. 001攝氏度。具體地，無源RFID標簽在進行溫度測量時，首先需要從周圍的電磁場中吸收能量，該能量具體體現為感應線圈上的交流電流；其次通過模擬前端接收電路將吸收的能量進行轉換，即交流電流到直流電流的轉換，得到供給整個無源RFID標簽工作的直流電源電壓。無源RFID標簽在進行溫度測量時，一方面由于無源RFID標簽各個模塊對電源電壓的交流擾動的抑制能力有限，使得各個模塊的節點電壓都會不同程度地受到擾動電源電壓的調制，這種噪音性質的調制擾動會阻礙無源RFID標簽溫度測量的精度。另ー方面，半導體芯片廠商在制造無源RFID標簽時，由于制造出來的RFID標簽受エ藝的影響，因此導致其制造電路性能也會存在不同程度的波動起伏。該波動起伏直接導致了同一半導體芯片制造エ藝制造出來的不同RFID標簽在轉換代表溫度的物理量時產生較大范圍的誤差和不一致性，即在采用不同RFID標簽測量同一溫度時，會得到不同的數字代碼，即采用不同RFID標簽測量同一溫度時，會得到不同的溫度值，如此則不能保證無源RFID標簽溫度測量的一致性。這對于批量產品來說是致命的弱點，直接影響著該產品最終能否走向市場并為用戶所接受。
技術實現思路
本專利技術實施例所要解決的技術問題在于，提供ー種溫度測量與校準電路及無源射頻識別標簽，以及應用該標簽進行溫度測量的方法，可解決因無源射頻識別標簽的電源電壓波動或受制造エ藝偏差而引起的無源射頻識別標簽進行溫度測量時溫度一致性無法保證的問題。本專利技術為實現上述目的，所采用的技術方案是ー種溫度測量與校準電路，所述該電路包括參考基準電壓生成電路，其輸入輸出端連接至外部檢測裝置，其輸出端分別連接 第一放大電路和第二放大電路，用于生成不隨溫度與エ藝參數變化的第一帶隙基準電壓信號，即上限參考電壓值至第一放大電路，和第二帶隙基準電壓信號，即下限參考電壓值至第ニ放大電路；溫度測量電壓生成電路，其輸出端連接至外部檢測裝置及電壓平移調節電路，用于生成隨溫度呈線性變化的電壓值； 電壓平移調節電路，其輸入端連接至外部檢測裝置及溫度測量電壓生成電路，用于在接收到外部檢測裝置輸入的電壓平移調節指示信號后，平移所述溫度測量電壓值至放大電路；三個放大電路，其中第一放大電路和第二放大電路均接成單位增益的緩沖器形式，用于分別調整所述上限參考電壓值和下限參考電壓值并輸出至模數轉換電路，第三放大電路接成放大增益倍數可調的形式，用于放大溫度測量電壓值，將該電壓值調整到上限參考電壓值和下限參考電壓值之間并輸出至模數轉換電路；模數轉換電路，用于將所述上限參考電壓值和下限參考電壓值轉換成數字信號，并將所述介于上限參考電壓值和下限參考電壓值之間的溫度測量電壓值轉換成數字信號，這個數字信號即代表溫度量。本專利技術實施例的另一目的在于提供一種采用上述溫度測量與校準電路的無源射頻識別標簽。本專利技術實施例的再一目的在于提供應用上述無源射頻識別標簽進行溫度測量的方法，該方法包括測量前的校準及溫度測量兩部分，所述測量前的校準包括如下步驟a、參考基準電壓信號生成與校準標簽的參考基準電壓生成電路生成不隨溫度變化的上限參考電壓值與下限參考電壓值，所述上限參考電壓值與下限參考電壓值經過校準后，使所有待測標簽上限參考電壓值校準至統ー的上限電壓值，下限參考電壓值也校準至統ー的下限電壓值，且所述上限參考電壓值與下限參考電壓值具有不隨溫度和エ藝參數變化的特性；b、上限參考電壓值與下限參考電壓值數字信號生成所述上限參考電壓值經第一放大電路輸出至模數轉換電路生成代表最大值的數字信號，下限參考電壓值經第二放大電路輸出至模數轉換電路生成代表最小值的數字信號;C、校準溫度電壓值生成與校準標簽的溫度測量電壓生成電路在統ー的校準溫度條件下生成ー個校準電壓值，電壓平移調節電路接受外部檢測裝置控制信號對所有標簽的校準電壓值進行平移校準，使各標簽在該統ー的校準溫度條件下所生成的電壓值相同；所述溫度測量包括如下步驟d、溫度測量電壓值生成與放大標簽的溫度測量電壓生成電路檢測待測物品溫度，生成電壓值，該電壓值經過放 大電路放大使其介于上限參考電壓值與下限參考電壓值之間，并輸入至模數轉換電路；e、溫度值提取模數轉換電路將該電壓值轉換為數字信號，根據該數字信號即可得出該待測物品的溫度值。本專利技術優勢在于射頻識別標簽的參考基準電壓生成電路生成兩路不隨溫度變化的參考基準電壓信號，即上限參考電壓值和下限參考電壓值，經過校準處理后，使所有待測標簽上限參考電壓值校準至統ー的上限電壓值，下限參考電壓值也校準至統ー的下限電壓值，用于消除各標簽受各種非理想因素的波動和エ藝偏差影響而導致生成的參考基準電壓不相同的問題；同時，所有標簽的溫度測量電壓生成電路在統ー的校準溫度條件下生成一個校準電壓值，經過對該校準電壓值平移校準后，使所有待測標簽的校準電壓值相等，從而保證了不同的標簽受各種非理想因素的波動和不同的エ藝偏差的影響下所測得的溫度值的一致性。進ー步的，通過將實際測量時所生成的溫度測量電壓值進行放大，使其介于所述上限參考電壓值和下限參考電壓值之間并進行模數轉換，通過對得到的數字信號進行等分取值，即可獲得該電壓值所對應的準確溫度值，保證了溫度測量的精確性，可將其廣泛應用于環境溫本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種溫度測量與校準電路，其特征在于，所述該電路包括：參考基準電壓生成電路，其輸入輸出端連接至外部檢測裝置，其輸出端分別連接第一放大電路和第二放大電路，用于生成不隨溫度與工藝參數變化的第一帶隙基準電壓信號，即上限參考電壓值至第一放大電路，和第二帶隙基準電壓信號，即下限參考電壓值至第二放大電路；溫度測量電壓生成電路，其輸出端連接至外部檢測裝置及電壓平移調節電路，用于生成隨溫度呈線性變化的電壓值；電壓平移調節電路，其輸入端連接至外部檢測裝置及溫度測量電壓生成電路，用于在接收到外部檢測裝置輸入的電壓平移調節指示信號后，平移所述溫度測量電壓值至放大電路；三個放大電路，其中第一放大電路和第二放大電路均接成單位增益的緩沖器形式，用于分別調整所述上限參考電壓值和下限參考電壓值并輸出至模數轉換電路，第三放大電路接成放大增益倍數可調的形式，用于放大溫度測量電壓值，將該電壓值調整到上限參考電壓值和下限參考電壓值之間并輸出至模數轉換電路；模數轉換電路，用于將所述上限參考電壓值和下限參考電壓值轉換成數字信號，并將所述介于上限參考電壓值和下限參考電壓值之間的溫度測量電壓值轉換成數字信號，這個數字信號即代表溫度量。

【技術特征摘要】
1.一種溫度測量與校準電路，其特征在于，所述該電路包括 參考基準電壓生成電路，其輸入輸出端連接至外部檢測裝置，其輸出端分別連接第一放大電路和第二放大電路，用于生成不隨溫度與工藝參數變化的第一帶隙基準電壓信號，即上限參考電壓值至第一放大電路，和第二帶隙基準電壓信號，即下限參考電壓值至第二放大電路； 溫度測量電壓生成電路，其輸出端連接至外部檢測裝置及電壓平移調節電路，用于生成隨溫度呈線性變化的電壓值； 電壓平移調節電路，其輸入端連接至外部檢測裝置及溫度測量電壓生成電路，用于在接收到外部檢測裝置輸入的電壓平移調節指示信號后，平移所述溫度測量電壓值至放大電路； 三個放大電路，其中第一放大電路和第二放大電路均接成單位增益的緩沖器形式，用于分別調整所述上限參考電壓值和下限參考電壓值并輸出至模數轉換電路，第三放大電路接成放大增益倍數可調的形式，用于放大溫度測量電壓值，將該電壓值調整到上限參考電壓值和下限參考電壓值之間并輸出至模數轉換電路； 模數轉換電路，用于將所述上限參考電壓值和下限參考電壓值轉換成數字信號，并將所述介于上限參考電壓值和下限參考電壓值之間的溫度測量電壓值轉換成數字信號，這個數字信號即代表溫度量。2.根據權利要求I所述的溫度測量與校準電路，其特征在于，所述該溫度測量與校準電路還包括連接于電源與地線之間的穩壓濾波電路。3.根據權利要求I所述的溫度測量與校準電路，其特征在于，所述參考基準電壓生成電路包括并聯連接的第一 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管源極分別耦接至電源作為電流源，柵極分別耦接至第一放大器輸出端，所述第一 P型MOS管漏極耦接至第一放大器負輸入端及第一 PNP三極管的發射極，第一 PNP三極管的基極與其集電極耦接并接地，第一電阻一端接入第一放大器負輸入端，其另一端接地； 所述第二 P型MOS管漏極耦接至第一放大器正輸入端，并通過第三電阻耦接至第二 PNP三極管的發射極，第二 PNP三極管的基極與其集電極耦接并接地，第二電阻一端接入第一放大器正輸入端，其另一端接地； 所述第三P型MOS管漏極通過第一調節電阻及第二調節電阻接地。4.根據權利要求I所述的溫度測量與校準電路，其特征在于，所述溫度測量電壓生成電路包括與溫度系數成正比的電流源及與其串接并接地的第六電阻，用于生成隨溫度變化的電壓值信號并輸出至電壓平移調節電路。5.根據權利要求I所述的溫度測量與校準電路，其特征在于，所述電壓平移調節電路包括并聯連接的第四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管作為源極跟隨...

【專利技術屬性】
技術研發人員：吳邊，王興意，周伶俐，韓富強，漆射虎，
申請(專利權)人：卓捷創芯科技深圳有限公司，
類型：發明
國別省市：