鉑電阻測(cè)溫電路的制作方法
【專(zhuān)利摘要】本發(fā)明提供一種鉑電阻測(cè)溫電路，該電路包括測(cè)量電路和鉑電阻，測(cè)量電路包括隔離電源、依次連接的基準(zhǔn)電源電路、第一電流源發(fā)生電路、光耦隔離電路和第二電流源發(fā)生電路；隔離電源輸入端分別為基準(zhǔn)電源電路、第一電流源發(fā)生電路、光耦隔離電路輸入端提供電源，隔離電源輸出端分別為光耦隔離電路輸出端和第二電流源發(fā)生電路供電，鉑電阻一端與隔離電源輸入端低電平端連接，另一端連接在第一電流源發(fā)生電路與光耦隔離電路之間。該電路將阻值的變換轉(zhuǎn)化為電流信號(hào)，通過(guò)線路，將該電流信號(hào)傳輸給采樣電路，采樣電路采集的電流信號(hào)輸送給CPU計(jì)算獲得待測(cè)物體的溫度，使得溫度測(cè)量使用更方便；線路中傳輸?shù)臑殡娏餍盘?hào)，抗干擾能力明顯增強(qiáng)。
【專(zhuān)利說(shuō)明】鉑電阻測(cè)溫電路【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及測(cè)溫技術(shù)，尤其涉及一種鉬電阻測(cè)溫電路。
【背景技術(shù)】
[0002]本發(fā)明涉及測(cè)溫電路，適用于所有采用鉬電阻作為測(cè)溫電阻的測(cè)溫應(yīng)用領(lǐng)域。鉬電阻在一定的溫度范圍內(nèi)，電阻值可以隨溫度線性的變化。所以，鉬電阻廣泛應(yīng)用于溫度變化范圍不是很大的測(cè)溫領(lǐng)域。通常把鉬電阻都制成100歐姆阻值，由100歐姆鉬電阻作為測(cè)溫電阻的測(cè)溫電路稱為PTlOO測(cè)溫電路。下面以PT100為例對(duì)現(xiàn)有的測(cè)溫電路進(jìn)行說(shuō)明
[0003]傳統(tǒng)的采用鉬電阻的測(cè)溫方式，有如圖1所示的兩線制和如圖2所示三線制兩種方式。這兩種方式都是由測(cè)量電路2提供一個(gè)恒流源，恒定的電流流過(guò)隨溫度變化的鉬電阻1，產(chǎn)生變化的電壓值，信號(hào)采集電路根據(jù)變化的電壓值計(jì)算出溫度的變化。
[0004]兩線制的測(cè)量電路，如圖1所示，測(cè)量結(jié)果受線路電阻的影響較大，存在一定的誤差；三線制測(cè)量電路如圖2所示，可以較好的解決線路電阻的問(wèn)題，它測(cè)兩次電壓，一次測(cè)量包括鉬電阻I在內(nèi)線路的電壓，一次測(cè)量去掉鉬電阻后線路的電壓，兩者相減，就得到鉬電阻上的電壓值。不過(guò)，這樣需要增加一個(gè)模擬開(kāi)關(guān)3，以頻繁得在兩個(gè)回路之間切換。浪費(fèi)相應(yīng)控制端口資源。
【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明提供一種鉬電阻測(cè)溫電路，用于克服現(xiàn)有技術(shù)中的缺陷，減小線路阻抗帶來(lái)的影響，抗干擾能力較強(qiáng)。
[0006]本發(fā)明提供的鉬電阻測(cè)溫電路，該電路包括測(cè)量電路和鉬電阻，所述測(cè)量電路包括隔離電源、依次連接的用于輸出恒定電壓的基準(zhǔn)電源電路、用于根據(jù)輸入的恒定電壓輸出一恒定電流的第一電流源發(fā)生電路、用于輸出鉬電阻兩端電壓的光耦隔離電路和用于根據(jù)輸入的鉬電阻兩端電壓輸出一電流信號(hào)的第二電流源發(fā)生電路；所述隔離電源輸入端分別為基準(zhǔn)電源電路、第一電流源發(fā)生電路、光耦隔離電路輸入端提供電源，所述隔離電源輸出端分別為光耦隔離電路輸出端和第二電流發(fā)生電路供電，所述鉬電阻一端與隔離電源輸入端低電平端連接，另一端連接在第一電流源發(fā)生電路與光耦隔離電路之間。
[0007]本發(fā)明的鉬電阻測(cè)溫電路將測(cè)量電路分成兩部分，除隔離電源以外的電路接在鉬電阻附近，這樣可以減小線路阻抗的影響，該電路將阻值的變換轉(zhuǎn)化為電流信號(hào)，通過(guò)線路，將該電流信號(hào)傳輸給采樣電路，采樣電路采集的電流信號(hào)輸送給CPU計(jì)算獲得待測(cè)物體的溫度，使得溫度測(cè)量與傳感器的使用類(lèi)似，比較方便；線路中傳輸?shù)臑殡娏餍盘?hào)，抗干擾能力明顯增強(qiáng)。
【專(zhuān)利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0008]圖1為現(xiàn)有技術(shù)一提供的電路圖；
[0009]圖2為現(xiàn)有技術(shù)二提供的電路圖；[0010]圖3為本發(fā)明實(shí)施例提供的鉬電阻測(cè)溫電路的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0011]圖4為本發(fā)明實(shí)施例提供的鉬電阻測(cè)溫電路的原理圖。
【具體實(shí)施方式】
[0012]圖3為本發(fā)明實(shí)施例提供的鉬電阻測(cè)溫電路的結(jié)構(gòu)示意圖，如圖3所示，本發(fā)明實(shí)施例提供一種鉬電阻測(cè)溫電路，該電路包括測(cè)量電路2和鉬電阻1，所述測(cè)量電路2包括隔離電源3、依次連接的用于輸出恒定電壓的基準(zhǔn)電源電路4、用于根據(jù)輸入的恒定電壓輸出一恒定電流的第一電流源發(fā)生電路5、用于輸出鉬電阻I兩端電壓的光耦隔離電路6和用于根據(jù)輸入的鉬電阻I兩端電壓輸出一電流信號(hào)的第二電流源發(fā)生電路7 ;隔離電源輸入端31分別為基準(zhǔn)電源電路4、第一電流源發(fā)生電路5、光耦隔離電路輸入端61提供電源，隔離電源輸出端32分別為光耦隔離電路輸出端62和第二電流源發(fā)生電路7供電，鉬電阻一端與隔離電源輸入端低電平端311連接，另一端連接在第一電流源發(fā)生電路5與光耦隔離電路6之間。在本實(shí)施例中，隔離電源芯片輸入端低電平端311和隔離電源芯片輸入端高電平端312分別連接基準(zhǔn)電源電路4、第一電流源發(fā)生電路5和光耦隔離電路輸入端61，隔離電源芯片輸出端低電平端321和隔離電源芯片輸出端高電平端322分別連接光耦隔離電路輸出端62和第二電流源發(fā)生電路7。
[0013]本發(fā)明的鉬電阻測(cè)溫電路，隔離電源輸入端高電平端312的電壓以15V為例，經(jīng)基準(zhǔn)電源電路4后輸出一〖亙定的電壓，假設(shè)該恒定電壓為5V，該5V的恒定電壓信號(hào)經(jīng)第一電流源發(fā)生電路5后產(chǎn)生一恒定的電流信號(hào)，該恒定的電流信號(hào)流經(jīng)鉬電阻1，鉬電阻I可內(nèi)嵌在待測(cè)物體上，通過(guò)光耦隔離電路6輸出鉬電阻兩端的電壓，光耦隔離電路6將輸入的電壓信號(hào)轉(zhuǎn)換成光信號(hào)最終再轉(zhuǎn)換成電壓信號(hào)輸出給第二電流源發(fā)生電路7，鉬電阻阻值隨待測(cè)物體溫度而變化，通過(guò) 光耦隔離電路輸出的電壓信號(hào)是一個(gè)變化的電壓值，經(jīng)第二電流源發(fā)生電路7輸出的也是一個(gè)變化的電流值，通過(guò)采樣電路對(duì)第二電流源發(fā)生電路7輸出的電流信號(hào)實(shí)時(shí)采集經(jīng)CPU計(jì)算后能夠得出的待測(cè)物體的溫度變化。
[0014]本實(shí)施例可將測(cè)量電路分成兩部分，除隔離電源以外的電路接在鉬電阻附近，這樣可以減小線路阻抗的影響，該電路將阻值的變換轉(zhuǎn)化為電流信號(hào)，通過(guò)線路，將該電流信號(hào)傳輸給采樣電路，采樣電路采集的電流信號(hào)輸送給CPU計(jì)算獲得待測(cè)物體的溫度，使得溫度測(cè)量與傳感器的使用類(lèi)似，比較方便；線路中傳輸?shù)臑殡娏餍盘?hào)，抗干擾能力明顯增強(qiáng)。
[0015]作為上述實(shí)施例的優(yōu)選實(shí)施方式，圖4為本發(fā)明實(shí)施例提供的鉬電阻測(cè)溫電路的原理圖。圖4所示，隔離電源3包括一隔離式電源芯片33和至少兩個(gè)第一電容34，其中一個(gè)第一電容34并聯(lián)在隔離式電源芯片的輸入端,另一個(gè)第一電容34并聯(lián)在隔離式電源芯片的輸出端。
[0016]基準(zhǔn)電源電路4包括一個(gè)基準(zhǔn)電源芯片41和至少一個(gè)第二電容42，第二電容42并聯(lián)在基準(zhǔn)電源芯片的輸入端；該基準(zhǔn)電源芯片的輸入端與隔離式電源芯片的輸入端并聯(lián)。
[0017]第一電流源發(fā)生電路5和第二電流源發(fā)生電路7均由一個(gè)雙運(yùn)算放大器10、第一電阻11、第二電阻12、第三電阻13、第四電阻14和第六電阻16構(gòu)成，第一電阻11兩端連接雙向運(yùn)算放大器第一同相輸入端與第二輸出端，雙向運(yùn)算放大器第二輸出端與連接第二反相輸出端連接，第三電阻13兩端連接雙向運(yùn)算放大器第一反相輸出端和第一輸出端，第六電阻16兩端連接雙向運(yùn)算放大器第一輸出端與第二同相輸入端；其中隔離式電源芯片的輸入端31為第一電流源發(fā)生電路5的雙向運(yùn)算放大器10供電，第一電流源發(fā)生電路5的第二電阻12兩端串聯(lián)雙向運(yùn)算放大器的第一反相輸出端和隔離式電源芯片輸入端的低電平端311，第一電流源發(fā)生電路5的第四電阻14兩端串聯(lián)雙向運(yùn)算放大器第一同相輸入端與基準(zhǔn)電源芯片的輸出端；隔離式電源芯片的輸出端32為第二電流源發(fā)生電路7的雙向運(yùn)算放大器10供電，第二電流源發(fā)生電路7的第四電阻14兩端串聯(lián)雙向運(yùn)算放大器第一反相輸出端與光耦隔離電路的輸出端，第二電流源發(fā)生電路7的第二電阻12兩端串聯(lián)雙向運(yùn)算放大器的第一反相輸出端和隔離式電源芯片輸出端的低電平端321。本實(shí)施例中隔離式電源芯片輸入端低電平端311接地，隔離式電源芯片輸出端低電平端321接地。
[0018]光耦隔離電路6由第一運(yùn)算放大器66、第二運(yùn)算放大器67、線性隔離光耦68、第三電容63、第四電容64、第五電容65、第七電阻17、第八電阻18、第九電阻19和第十電阻20構(gòu)成，其中隔離式電源芯片輸入端31為第一運(yùn)算放大器66供電，隔離式電源芯片輸出端32為第二運(yùn)算放大器67供電；線性隔離光耦的發(fā)光二極管81正極串聯(lián)第八電阻18、第三電容63、第七電阻17，第七電阻17與第一電流源發(fā)生電路5的第二正相輸入端連接，發(fā)光二極管81負(fù)極串聯(lián)第九電阻19，第九電阻19連接隔離式電源芯片輸入端高電平端312 ;線性隔離光耦輸入端二極管82正極與負(fù)極之間連接第四電容64，第一運(yùn)算放大器負(fù)相輸出端及該二極管正極均連接在第七電阻17與第三電容63之間，第一運(yùn)算放大器正相輸入端連接隔離式電源芯片輸入端低電平端311 ;線性隔離光耦輸出端二極管83連接第二運(yùn)算放大器的正相輸入端和負(fù)相輸出端，第二運(yùn)算放大器負(fù)相輸出端與輸出端之間并聯(lián)第十電阻20和第五電容65，第二運(yùn)算放大器正相輸入端連接隔離式電源芯片輸出端低電平端321 ;第二運(yùn)算放大器輸出端連接第二電流源發(fā)生電路7第四電阻14。隔離式電源芯片輸出端高電平端322連接第二電流源發(fā)生電路7的雙向運(yùn)算放大器10與光耦隔離電路6的第二運(yùn)算放大器67。
[0019]采樣端和輸出端采用線性隔離光耦隔離，既可以很好的反映出采樣端電壓的變化，也可以隔離外部的電氣干擾。輸出信號(hào)也采用電流型信號(hào)，抗干擾能力強(qiáng)。該部分測(cè)量電路板可以使用密封屏蔽的外殼，可以有效抵抗外部環(huán)境干擾。本發(fā)明技術(shù)方案電路實(shí)現(xiàn)簡(jiǎn)單，經(jīng)濟(jì)實(shí)用，不僅響應(yīng)時(shí)間快，且安全可靠，有效解決了傳統(tǒng)測(cè)溫電路兩線制線路阻抗的干擾和三線制需要CPU控制選通開(kāi)關(guān)的弊端，將測(cè)溫電路整合成與傳感器相類(lèi)似的使用方法，給測(cè)溫帶來(lái)方便。
[0020]最后應(yīng)說(shuō)明的是:以上各實(shí)施例僅用以說(shuō)明本發(fā)明的技術(shù)方案，而非對(duì)其限制；盡管參照前述各實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)行了詳細(xì)的說(shuō)明，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解:其依然可以對(duì)前述各實(shí)施例所記載的技術(shù)方案進(jìn)行修改，或者對(duì)其中部分或者全部技術(shù)特征進(jìn)行等同替換；而這些修改或者替換，并不使相應(yīng)技術(shù)方案的本質(zhì)脫離本發(fā)明各實(shí)施例技術(shù)方案的范圍。
【權(quán)利要求】
1.一種鉬電阻測(cè)溫電路，該電路包括測(cè)量電路和鉬電阻，其特征在于，所述測(cè)量電路包括隔離電源、依次連接的用于輸出恒定電壓的基準(zhǔn)電源電路、用于根據(jù)輸入的恒定電壓輸出一恒定電流的第一電流源發(fā)生電路、用于輸出鉬電阻兩端電壓的光耦隔離電路和用于根據(jù)輸入的鉬電阻兩端電壓輸出一電流信號(hào)的第二電流源發(fā)生電路；所述隔離電源輸入端分別為基準(zhǔn)電源電路、第一電流源發(fā)生電路、光耦隔離電路輸入端提供電源，所述隔離電源輸出端分別為光耦隔離電路輸出端和第二電流源發(fā)生電路供電，所述鉬電阻一端與隔離電源輸入端低電平端連接，另一端連接在第一電流源發(fā)生電路與光耦隔離電路之間。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的鉬電阻測(cè)溫電路，其特征在于，所述隔離電源包括一隔離式電源芯片和至少兩個(gè)第一電容，其中一個(gè)第一電容并聯(lián)在隔離式電源芯片的輸入端，另一個(gè)第一電容并聯(lián)在隔離式電源芯片的輸出端。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的鉬電阻測(cè)溫電路，其特征在于，所述基準(zhǔn)電源電路包括一個(gè)基準(zhǔn)電源芯片和至少一個(gè)第二電容，所述第二電容并聯(lián)在所述基準(zhǔn)電源芯片的輸入端；該基準(zhǔn)電源芯片的輸入端與所述隔離式電源芯片的輸入端并聯(lián)。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的鉬電阻測(cè)溫電路，其特征在于，所述第一電流源發(fā)生電路和第二電流源發(fā)生電路均由一個(gè)雙運(yùn)算放大器、第一電阻、第二電阻、第三電阻、第四電阻和第六電阻構(gòu)成，第一電阻兩端連接雙向運(yùn)算放大器第一同相輸入端與第二輸出端，雙向運(yùn)算放大器第二輸出端與連接第二反相輸出端連接，第三電阻兩端連接雙向運(yùn)算放大器第一反相輸出端和第一輸出端，第六電阻兩端連接雙向運(yùn)算放大器第一輸出端與第二同相輸入端；其中隔離式電源芯片的輸入端為第一電流源發(fā)生電路的雙向運(yùn)算放大器供電，第一電流源發(fā)生電路的第二電阻兩端串聯(lián)雙向運(yùn)算放大器的第一反相輸出端和隔離式電源芯片輸入端的低電平端，第一電流源發(fā)生電路的第四電阻兩端串聯(lián)雙向運(yùn)算放大器第一同相輸入端與基準(zhǔn)電源芯片的輸出端；隔離式電源芯片的輸出端為第二電流源發(fā)生電路的雙向運(yùn)算放大器供電，第二電流源發(fā)生電路的第四電阻兩端串聯(lián)雙向運(yùn)算放大器第一反相輸出端與光耦隔離電路的輸出端，第二電流源發(fā)生電路的第二電阻兩端串聯(lián)雙向運(yùn)算放大器的第一反相輸出端和隔離式電源芯片輸出端的低電平端。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的鉬電阻測(cè)溫電路，其特征在于，其特征在于，所述光耦隔離電路由第一運(yùn)算放大器、第二運(yùn)算放大器、線性隔離光耦、第三電容、第四電容、第五電容、第七電阻、第八電阻、第九電阻和第十電阻構(gòu)成，其中隔離式電源芯片輸入端為第一運(yùn)算放大器供電，隔離式電源芯片輸出端為第二運(yùn)算放大器供電；線性隔離光耦發(fā)光二極管正極串聯(lián)第八電阻、第三電容、第七電阻，第七電阻與第一電流源發(fā)生電路的第二正相輸入端連接，發(fā)光二極管負(fù)極串聯(lián)第九電阻，第九電阻連接隔離式電源芯片輸入端高電平端；線性隔離光耦輸入端二極管正極與負(fù)極之間連接第四電容，第一運(yùn)算放大器負(fù)相輸出端及該二極管正極均連接在第七電阻與第三電容之間，第一運(yùn)算放大器正相輸入端連接隔離式電源芯片輸入端低電平；線性隔離光耦輸出端二極管連接第二運(yùn)算放大器的正相輸入端和負(fù)相輸出端，第二運(yùn)算放大器負(fù)相輸出端與輸出端之間并聯(lián)第十電阻和第五電容，第二運(yùn)算放大器正相輸入端連接隔離式電源芯片輸出端低電平；第二運(yùn)算放大器輸出端連接第二電流源發(fā)生電路第四電阻。
【文檔編號(hào)】G01K7/20GK103868617SQ201210547882
【公開(kāi)日】2014年6月18日 申請(qǐng)日期:2012年12月17日 優(yōu)先權(quán)日:2012年12月17日
【發(fā)明者】隋德磊, 徐從謙, 陳鐵年, 劉金晶, 尚冰 申請(qǐng)人:中國(guó)北車(chē)股份有限公司