本實用新型涉及一種高精度熱電阻溫度傳感器組件。

背景技術(shù)：

高精度溫度測量在工業(yè)生產(chǎn)中是經(jīng)常會用到的，如高爐冷卻水包的進、出水溫度測量就需要精度要高于0.02%。由于高爐冷卻水包的進、出水溫度差一般只在0.0XX度，如果由于測量精度不高帶來的誤判，其結(jié)果可能將是災(zāi)難性的，一般的熱電阻溫度測量電路的工作原理是：用熱電阻和幾個溫度特性好的精密電阻組成一個電橋，這個電橋用一個恒流源供電，采用恒流源供電的原因是要保證流過電橋的電流恒定，該電橋輸出一個隨著熱電阻阻值變化的電壓信號，該信號經(jīng)過放大器放大后送入基準電壓源做為基準的模/數(shù)（A/D）轉(zhuǎn)換器或者經(jīng)過放大器放大后送入基準電壓源做為基準的電壓/電流、電壓/電壓轉(zhuǎn)換器：分析上述電路的原理我們能得出這樣一個結(jié)論，在熱電阻RT不變的情況下，上面描述的基準電壓源、幾個標準電阻、恒流源、放大器放大倍數(shù)等任意一個隨著環(huán)境的變化而漂移、變化的話都會使溫度的測量值產(chǎn)生變化，產(chǎn)生測量誤差。實際上工業(yè)現(xiàn)場的環(huán)境很復(fù)雜，溫度變化很大，變化范圍達到-40℃~~85℃，而電子元器件又都有溫漂的特性。比較好的基準電壓源指標是2~3PPM/℃，比較好的恒流源指標是5~10PPM/℃，不考慮其他的，只是這兩項就已經(jīng)在-40℃~~85℃的環(huán)溫變化范圍內(nèi)超差了。采用這個方案要達到0.01% 的溫度測量精度，很難做到?？赡苄枰呔鹊陌嘿F的基準電壓源、恒流源以及標準電阻，可能還需要恒溫的小環(huán)境才能保證精度的要求。作為企業(yè)，沒有時間和經(jīng)費去實驗，探索。也不可能花錢去擔(dān)這個風(fēng)險。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本實用新型的目的在于提供一種高精度熱電阻溫度傳感器，該傳感器用一個溫度特性好的精密電阻做基準，精密電阻和熱電阻傳感器通同樣的電流，精密電阻和熱電阻傳感器上的電壓信號用同一個放大器放大，用同一個模/數(shù)（A/D）轉(zhuǎn)換器，只要知道精密電阻的電阻值就可準確的測算出熱電阻的阻值，從而得出溫度值，精密電阻的精度就是傳感器的測量精度。本方案不需要基準電壓源、恒流源，是一種簡單實用高精度熱電阻溫度傳感器。

為了實現(xiàn)上述目的，本實用新型的方案是：一種高精度熱電阻溫度傳感器組件，包括測溫的熱敏電阻，熱敏電阻設(shè)置在一個長條形保護管內(nèi)前端，熱敏電阻的引線經(jīng)保護管引至一個溫度測量電路，其中，所述溫度測量電路包括：一個精密電阻與所述熱敏電阻串聯(lián)組成的電阻串聯(lián)電路，一個電源電壓施加在串聯(lián)電阻串聯(lián)電路兩端，一個電壓測量電路與電阻串聯(lián)電路連接、測量熱敏電阻電壓，一個微處理器與電壓測量電路的輸出連接，微處理器經(jīng)過對測量的熱敏電阻電壓的處理，輸出溫度值。

方案進一步是：所述電壓測量電路包括一個放大電路和A/D轉(zhuǎn)換電路，所述電源電壓是A/D轉(zhuǎn)換電路的基準電壓，放大電路輸入連接所述熱敏電阻的電壓輸出，放大電路輸出連接A/D轉(zhuǎn)換電路輸入，A/D轉(zhuǎn)換電路輸出連接微處理器。

方案進一步是：所述的精密電阻是誤差不高于±0.01% ，溫漂在1~~5PPM/℃的精密電阻。

方案進一步是：所述保護管后連接一個隔熱管，所述熱敏電阻的引線經(jīng)隔熱管連接溫度測量電路。

方案進一步是：所述隔熱管是膠木管或是環(huán)氧樹脂玻璃布管。

本實用新型的有益效果是：結(jié)構(gòu)簡單，只要知道精密電阻的電阻值就可準確的測算出熱電阻的阻值，從而得出溫度值。本方案不需要基準電壓源、恒流源，只需一個幾元錢的1~~5PPM/℃的精密電阻做基準，把精密電阻的溫度—電阻值的曲線輸入到測溫電路的MCU里，一個高精度的、低成本的，極小的、適合工業(yè)現(xiàn)場應(yīng)用的傳感器測溫電路就誕生了。

下面結(jié)合附圖和實施例對本發(fā)明作一詳細描述。

附圖說明

圖1 為實用新型結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2為實用新型電路邏輯關(guān)系示意圖。

具體實施方式

一種高精度熱電阻溫度傳感器組件，如圖1和圖2所示，所述組件包括測溫的熱敏電阻Rt，熱敏電阻設(shè)置在一個長條形保護管1內(nèi)前端，熱敏電阻的引線2經(jīng)保護管引至一個溫度測量電路，其中，所述溫度測量電路包括：一個精密電阻Rf與所述熱敏電阻串聯(lián)組成的電阻串聯(lián)電路，一個電源電壓E施加在串聯(lián)電阻串聯(lián)電路兩端，一個電壓測量電路3與電阻串聯(lián)電路連接、測量熱敏電阻電壓，一個微處理器4與電壓測量電路的輸出連接，微處理器經(jīng)過對測量的所述熱敏電阻電壓的處理，輸出溫度值。

實施例中：所述電壓測量電路包括一個放大電路301和A/D轉(zhuǎn)換電路302，所述電源電壓是A/D轉(zhuǎn)換電路的基準電壓，放大電路輸入連接所述熱敏電阻的電壓輸出，放大電路輸出連接A/D轉(zhuǎn)換電路輸入，A/D轉(zhuǎn)換電路輸出連接微處理器。

實施例中：所述的精密電阻是誤差不高于±0.01% ，溫漂在1~~5PPM/℃的精密電阻。

本方案的創(chuàng)新是采用一個溫度特性好的精密電阻做基準，精密電阻和熱敏電阻傳感器通同樣的電流，電源電壓是A/D轉(zhuǎn)換電路的基準電壓，因此，A/D轉(zhuǎn)換電路的滿刻度就是電源電壓，只需測量熱敏電阻傳感器上的電壓信號，就可以知道精密電阻的電壓，就有等式Rt/Rf = Dt/（D-Dt），

也就是：Rt = Dt/（D-Dt）* Rf

上式中D：滿度A/D值為已知，Rf=D-Dt為精密電阻電壓值已知，Dt為熱敏電阻電壓值，由A/D轉(zhuǎn)換器測出，進而就可以計算出溫度值Rt。

由于Rf是已知的，而Dt/（D-Dt）的比值與電流、電壓源、以及放大器放大倍數(shù)是無關(guān)的，只要知道精密電阻的電阻值就可準確的測算出熱敏電阻的阻值，從而得出溫度值。本方案不需要基準電壓源、恒流源，只需一個幾元錢的1~~5PPM/℃的精密電阻做基準，把精密電阻的溫度—電阻值的曲線輸入到測溫電路的MCU里，一個高精度的、低成本的，極小的、適合工業(yè)現(xiàn)場應(yīng)用的測溫電路就誕生了。

由于熱敏電阻的電流—溫升效應(yīng)：由于測量時要在熱電阻中通電流，這個電流要在熱電阻中產(chǎn)生熱量，使熱電阻處有一個溫升，盡管這個溫升很小，但在我們這個高精度傳感器里也是不可容忍的，這個溫升和介質(zhì)與傳感器的熱交換速率等有關(guān)，現(xiàn)場測試的結(jié)果是：在連續(xù)通電的情況下，如果電流為 0.1mA，則溫升為 0.02℃，解決的方法是：間歇通電，即只在A/D采樣的瞬間通電，其它時間斷電，還有就是減小電流也可降低溫升效應(yīng)。

實施例中：所述保護管后連接一個隔熱管5，所述熱敏電阻的引線經(jīng)隔熱管連接溫度測量電路。

實施例中：所述隔熱管是膠木管或是環(huán)氧樹脂玻璃布管。