專利名稱：一種可配置熱電阻采集模塊的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及一種熱電阻采集模塊，尤其涉及一種可配置熱電阻采集模塊。
背景技術(shù)：
溫度量是工業(yè)場合用到最多的物理量之一。熱電阻是一種常用的溫度傳感器，其 特點是準確度高、有線性度好、性能穩(wěn)定。按接線方式劃分，熱電阻有以下三種二線制熱 電阻、三線制熱電阻、四線制熱電阻。由于二線制熱電阻測量準確度受線電阻影響太大，因 此實際應(yīng)用中往往采用三線制或四線制熱電阻。三線制熱電阻成本較低，接線較方便；而四 線制熱電阻可實現(xiàn)更高的測量準確度。目前，市場上的熱電阻采集模塊大多為三線制熱電阻采集模塊，如中國專利號為 03^3202. 9的實用新型，介紹了一種熱電阻測量電路，該實用新型提供的電路只能采樣三 線制熱電阻。某些熱電阻采集模塊雖然標明可連接四線制熱電阻，但實質(zhì)上是把四線制熱電阻 的其中一根線不接，改造成三線制，這種做法無法獲得四線制熱電阻相應(yīng)的測量準確度。另 一方面，市場上雖有四線制熱電阻采集模塊，但這些產(chǎn)品不可連接三線制熱電阻。這種現(xiàn) 狀，使得熱電阻應(yīng)用缺乏靈活性，給用戶帶來不便。
發(fā)明內(nèi)容本實用新型所要解決的技術(shù)問題是提供一種可配置熱電阻采集模塊，實現(xiàn)多種線 制熱電阻采集。本實用新型為解決上述技術(shù)問題而采用的技術(shù)方案是提供一種可配置熱電阻采 集模塊，包括主芯片、采樣芯片、接線端子、電源模塊和擴展接口，所述采樣芯片的輸入端和 接線端子相連，輸出端通過隔離芯片和主芯片相連，其中，所述采樣芯片帶有兩路匹配恒流 源作為熱電阻測量時的激勵電流源，所述恒流源通過多路切換開關(guān)和接線端子相連。上述的可配置熱電阻采集模塊，其中，所述電源模塊為隔離DC-DC電源轉(zhuǎn)換模塊， 用以實現(xiàn)MVDC到5VDC的轉(zhuǎn)換，其輸出的5VDC作為采樣芯片的供電電源。上述的可配置熱電阻采集模塊，其中，所述接線端子包括電源端子、熱電阻端子、 接地端子。本實用新型對比現(xiàn)有技術(shù)有如下的有益效果本實用新型提供的可配置熱電阻采 集模塊，采樣芯片帶有兩路匹配恒流源作為熱電阻測量時的激勵電流源，所述恒流源通過 多路切換開關(guān)和接線端子相連，實現(xiàn)多種線制熱電阻采集。

圖1為本實用新型可配置熱電阻采集模塊結(jié)構(gòu)示意圖；圖2為本實用新型的三線制熱電阻連接示意圖；圖3為本實用新型的四線制熱電阻連接示意圖。[0013]圖中1主芯片4電源模塊7熱電阻
具體實施方式
以下結(jié)合附圖和實施例對本實用新型作進一步的描述。圖1為本實用新型可配置熱電阻采集模塊結(jié)構(gòu)示意圖。請參見圖1，本實用新型提供的可配置熱電阻采集模塊包括主芯片1、采樣芯片3、 接線端子5、電源模塊4和擴展接口 6，所述采樣芯片3的輸入端和接線端子5相連，輸出端 通過隔離芯片2和主芯片1相連，其中，所述采樣芯片3帶有兩路匹配恒流源作為熱電阻測 量時的激勵電流源，所述恒流源通過多路切換開關(guān)和接線端子相連。本實用新型提供的可配置熱電阻采集模塊，所述的電源模塊4為隔離DC-DC電源 轉(zhuǎn)換模塊，用以實現(xiàn)MVDC到5VDC的轉(zhuǎn)換，其輸出的5VDC作為采樣芯片3供電電源。所述的主芯片為MCU (Microprocessor Control Unit)，主芯片主要完成以下工 作讀取采樣芯片的采樣數(shù)據(jù)；將采集數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成溫度值；通過擴展接口 6與可編程控制器 主機進行數(shù)據(jù)交換等。所述的隔離芯片2用以對主芯片和采樣芯片的電器隔離。所述的采樣芯片3采用高集成度、高精度采樣芯片。該芯片負責以下工作提供恒 流源；切換采樣通道；采集熱電阻信號；抑制工頻干擾等。所述擴展接口 6為該模塊與可編程控制器主機的通信接口。主機通過該接口向采 集模塊寫入配置信息，并周期性讀取采集溫度等數(shù)據(jù)。通過配置信息，熱電阻采集模塊確定 熱電阻采集方式(三線制熱電阻還是四線制熱電阻)。所述接線端子5為該模塊與外界的連接端子，包括電源端子、熱電阻端子、接地端子。[0026]此外，本實用新型提供的可配置熱電阻采集模塊一般還包括有外殼，其上帶有絲 印，用以指示端子的定義等信息。本實用新型可配置熱電阻采集模塊工作過程如下上電后，熱電阻采集模塊首先 讀取可編程控制器寫入的配置信息，以確定熱電阻的制式(三線制或是四線制)。該模塊不 可同時既采樣三線制熱電阻又采樣四線制熱電阻。當采樣三線制熱電阻時，接線方法見圖2。主芯片通過采樣芯片的配置，使得兩路 匹配恒流源分別從接線端子CHXA、CHXB (X為0、1、2、3、4、5、6、7)流出。熱電阻流經(jīng)電流， 便產(chǎn)生壓降。此時，采樣芯片通過采集CHXA、CHXB兩端的壓降便可計算出熱電阻的阻值(恒 流源電流大已知)，進而根據(jù)熱電阻阻值與溫度的對應(yīng)關(guān)系計算出溫度值。以采樣第一個通 道為例，如圖2所示，匹配恒流源電流強度為i，分別從接線端子CH0A、CH0B流出，CHOC流入 電流強度為2i，通過采樣CHOA、CHOB壓差，便可計算出溫度值。當采樣四線制熱電阻時，接線方法見圖3。采樣第一路四線制熱電阻時，恒流源從 接線端子CHOA流出，從CHlC流入。激勵電流使得熱電阻兩端產(chǎn)生壓降，通過采樣CH1A， CHlB兩端電壓值，便可計算出熱電阻的阻值(恒流源電流大已知)，進而根據(jù)熱電阻阻值與
2隔離芯片3采樣芯片
5接線端子6擴展接口溫度的對應(yīng)關(guān)系計算出溫度值。其余三路四線制熱電阻采樣過程與此過程相同。 雖然本實用新型已以較佳實施例揭示如上，然其并非用以限定本實用新型，任何 本領(lǐng)域技術(shù)人員，在不脫離本實用新型的精神和范圍內(nèi)，當可作些許的修改和完善，因此本 實用新型的保護范圍當以權(quán)利要求書所界定的為準。
權(quán)利要求1.一種可配置熱電阻采集模塊，包括主芯片(1)、采樣芯片(3)、接線端子(5)、電源模 塊(4)和擴展接口(6)，所述采樣芯片(3)的輸入端和接線端子(5)相連，輸出端通過隔離芯 片(2)和主芯片(1)相連，其特征在于，所述采樣芯片(3)帶有兩路匹配恒流源作為熱電阻 測量時的激勵電流源，所述恒流源通過多路切換開關(guān)和接線端子(5)相連。
2.如權(quán)利要求1所述的可配置熱電阻采集模塊，其特征在于，所述電源模塊(5)為隔離 DC-DC電源轉(zhuǎn)換模塊，用以實現(xiàn)MVDC到5VDC的轉(zhuǎn)換，其輸出的5VDC作為采樣芯片(3)的 {共 ^！^ ο
3.如權(quán)利要求1所述的可配置熱電阻采集模塊，其特征在于，所述接線端子(5)包括電 源端子、熱電阻端子、接地端子。
專利摘要本實用新型公開了一種可配置熱電阻采集模塊，包括主芯片、采樣芯片、接線端子、電源模塊和擴展接口，所述采樣芯片的輸入端和接線端子相連，輸出端通過隔離芯片和主芯片相連，其中，所述采樣芯片帶有兩路匹配恒流源作為熱電阻測量時的激勵電流源，所述恒流源通過多路切換開關(guān)和接線端子相連。本實用新型提供的可配置熱電阻采集模塊，采樣芯片帶有兩路匹配恒流源作為熱電阻測量時的激勵電流源，所述恒流源通過多路切換開關(guān)和接線端子相連，實現(xiàn)多種線制熱電阻采集。
文檔編號G01K7/22GK201885822SQ20102058776
公開日2011年6月29日 申請日期2010年11月2日 優(yōu)先權(quán)日2010年11月2日
發(fā)明者仰恒光, 侯金華, 應(yīng)成, 張偉, 琚長江, 陸曄 申請人:上海電器科學研究所(集團)有限公司, 上海電器科學研究院