一種非恒流源模式的溫度測(cè)量模塊的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型屬于電子測(cè)量技術(shù)領(lǐng)域，尤其是涉及一種非恒流源模式的溫度測(cè)量模塊。
【背景技術(shù)】
[0002]工業(yè)生產(chǎn)、電子產(chǎn)品中很多地方都會(huì)考慮到溫度的影響因素，因此，溫度測(cè)量是一項(xiàng)廣泛且困難的技術(shù)。環(huán)境溫度、電路電源的變化都會(huì)影響其測(cè)量的準(zhǔn)確性。存在測(cè)量誤差較大，影響因素多，且精確度不高等技術(shù)問(wèn)題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本實(shí)用新型的目的是提供一種結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、測(cè)量精度高的非恒流源模式的溫度測(cè)量模塊，尤其適合PTlOO溫度傳感器在非恒流源模式下的溫度測(cè)量。
[0004]本實(shí)用新型的技術(shù)方案是:一種非恒流源模式的溫度測(cè)量模塊，包括測(cè)量采樣單元和數(shù)據(jù)采集單元，所述測(cè)量采樣單元包括測(cè)溫采樣電路和基準(zhǔn)信號(hào)采樣電路，通過(guò)精密差分放大器對(duì)溫度傳感器R6和取樣電阻R2進(jìn)行等增益放大，將信號(hào)傳輸給數(shù)據(jù)采集單元，通過(guò)AD轉(zhuǎn)換器將模擬信號(hào)轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號(hào)輸出。
[0005]所述的測(cè)量采樣單元由電阻R1、取樣電阻R2、溫度傳感器R6、電容Cl組成，電源+5V施加于該電路上，在取樣電阻R2上產(chǎn)生電壓信號(hào)，同時(shí)在溫度傳感器R6上產(chǎn)生電壓信號(hào)，磁珠FB1、FB2、FB3、電阻R3、電阻R4、電阻R5、電容C2、電容C3、電容C4、電容C5、電容C6組成采樣信號(hào)濾波電路。
[0006]所述的數(shù)據(jù)采集單元由芯片Ul，電容C8，電容C9，電容ClO，晶振Yl組成，其中芯片Ul中有兩個(gè)差分放大器、一個(gè)16BIT的AD轉(zhuǎn)換器、內(nèi)部模擬開(kāi)關(guān)電路和SPI數(shù)據(jù)接口構(gòu)成，實(shí)現(xiàn)對(duì)測(cè)量采樣信號(hào)的放大、AD轉(zhuǎn)換。
[0007]進(jìn)一步，所述測(cè)量采樣單元，包括電容Cl，所述電容Cl接地，另一端分別與電阻Rl一端和取樣電阻R2 —端連接，所述電阻Rl另一端與磁珠FBl第I腳連接，且磁珠FBl第I腳與+5V電源連接，磁珠FBl第2腳與電阻R3 —端連接，
[0008]所述電阻Rl —端和取樣電阻R2的公共端與磁珠FB2第I腳連接，磁珠FB3第2腳與電阻R4 —端連接，
[0009]所述取樣電阻R2另一端與磁珠FB3第I腳連接，且磁珠FBl第I腳與溫度傳感器R6連接，所述溫度傳感器R6另一端接地，磁珠FB3第2腳與電阻R5 —端連接，
[0010]所述電阻R3和電阻R4之間連接有電容C2，所述電阻R4和電阻R5之間連接有電容C3，
[0011]所述電阻R3另一端與電容C4 一端連接，電容C4另一端接地，所述電阻R3和電容C4公共端與數(shù)據(jù)采集單元連接，
[0012]所述電阻R4另一端與電容C5 —端連接，電容C5另一端接地，所述電阻R4和電容C5公共端與數(shù)據(jù)采集單元連接，
[0013]所述電阻R5另一端與電容C6 —端連接，電容C6另一端接地，所述電阻R5和電容C6公共端與數(shù)據(jù)采集單元連接。
[0014]進(jìn)一步，所述數(shù)據(jù)采集單元，包括芯片Ul，所述芯片Ul第7腳與電阻R3和電容C4公共端連接，所述芯片Ul第6腳和第8腳串聯(lián)，且芯片Ul第8腳與電阻R4和電容C5公共端連接，所述芯片Ul第11腳與電阻R5和電容C6公共端連接，所述芯片第9腳與電容ClO一端連接，所述電容ClO另一端與電壓基準(zhǔn)VERF連接，且所述芯片Ul第10腳和第16腳接地，芯片Ul第15腳與電容C7 —端連接，電容C7另一端接地，且芯片Ul第15腳與+5V電源連接，所述芯片Ul第2腳和第3腳分別與晶振Yl的兩端腳連接，且晶振Yl的兩端腳分別于電容C9 一端和電容ClO —端連接，所述電容C9另一端和電容ClO另一端接地，
[0015]所述芯片Ul第5腳與復(fù)位電路連接，芯片Ul第I腳與時(shí)鐘信號(hào)連接，芯片Ul第4腳與片選信號(hào)連接，芯片Ul第14腳與SPI通訊接口的數(shù)據(jù)輸入端連接，芯片Ul第13腳與SPI通訊接口的數(shù)據(jù)輸出端連接，芯片Ul第12腳與指示電路連接。
[0016]進(jìn)一步，所述取樣電阻R2是溫度系數(shù)為5ppm，精確度為0.1%的300歐姆電阻器；溫度傳感器R6是標(biāo)準(zhǔn)PT100溫度傳感器；限流電阻Rl是1K阻值通用電阻器。
[0017]進(jìn)一步，差分放大器增益為4。
[0018]進(jìn)一步，所述芯片Ul型號(hào)為AD7705。
[0019]本實(shí)用新型具有的優(yōu)點(diǎn)和積極效果是:溫度傳感器和取樣電阻放置于同一個(gè)電流回路中，通過(guò)兩個(gè)精密差分放大器同時(shí)對(duì)溫度傳感器和取樣電阻上產(chǎn)生的電壓進(jìn)行等增益放大，通過(guò)AD轉(zhuǎn)換數(shù)據(jù)采集。不受施加于測(cè)量采樣單元的電壓影響，取樣電阻是5ppm的標(biāo)準(zhǔn)電阻，因此該測(cè)量可以應(yīng)用于不同環(huán)境溫度和允許電源電壓有一定范圍波動(dòng)的測(cè)溫。
【附圖說(shuō)明】
[0020]圖1是本實(shí)用新型的原理圖
[0021]圖2是本實(shí)用新型的測(cè)量采樣單元電路連接圖
[0022]圖3是本實(shí)用新型的數(shù)據(jù)采集單元電路連接圖
【具體實(shí)施方式】
[0023]如圖1-3所示，本實(shí)用新型中，溫度傳感器和取樣電阻放置于同一個(gè)電流回路中，即測(cè)溫采樣電路中通過(guò)溫度傳感器和取樣電阻的電流是一樣的，通過(guò)兩個(gè)精密差分放大器的同時(shí)，對(duì)溫度傳感器和取樣電阻上產(chǎn)生的電壓進(jìn)行等增益放大，進(jìn)入AD轉(zhuǎn)換器，通過(guò)AD轉(zhuǎn)換數(shù)據(jù)采集，計(jì)算出取樣電阻通過(guò)的電流，進(jìn)而計(jì)算出溫度傳感器的電阻值，根據(jù)溫度傳感器的電阻值特性參數(shù)，可將電阻值對(duì)應(yīng)轉(zhuǎn)換為溫度值。該模塊不受施加于測(cè)溫采樣電路圖的電壓影響，取樣電阻是5ppm的標(biāo)準(zhǔn)電阻，因此該測(cè)量可以應(yīng)用于不同環(huán)境溫度和允許電源電壓有一定范圍波動(dòng)的測(cè)溫。
[0024]所述的測(cè)溫采樣電路由限流電阻Rl、取樣電阻R2和溫度傳感器R6串聯(lián)組成，其信號(hào)輸出所連接的電路都是高阻輸入，對(duì)測(cè)量采樣電路中電流信號(hào)不產(chǎn)生影響。所述的AD轉(zhuǎn)換器位于芯片Ul內(nèi)部，是一個(gè)16BIT的AD轉(zhuǎn)換器，通過(guò)芯片Ul的SPI數(shù)據(jù)接口可以控制內(nèi)部通道開(kāi)關(guān)，實(shí)現(xiàn)對(duì)測(cè)量采樣電路中兩路信號(hào)的AD轉(zhuǎn)換。
[0025]本實(shí)用新型通過(guò)芯片Ul實(shí)現(xiàn)對(duì)信號(hào)放大、AD轉(zhuǎn)換以及標(biāo)準(zhǔn)SPI接口。整個(gè)電路只需保證采樣電阻R2的溫度特性(5ppm)和精確度(0.1% )即可實(shí)現(xiàn)在測(cè)溫準(zhǔn)確度，生產(chǎn)調(diào)試簡(jiǎn)單，可廣泛用于工業(yè)溫度控制以及其他對(duì)溫度測(cè)量有較高要求的領(lǐng)域。
[0026]以上對(duì)本實(shí)用新型的一個(gè)實(shí)施例進(jìn)行了詳細(xì)說(shuō)明，但所述內(nèi)容僅為本實(shí)用新型的較佳實(shí)施例，不能被認(rèn)為用于限定本實(shí)用新型的實(shí)施范圍。凡依本實(shí)用新型申請(qǐng)范圍所作的均等變化與改進(jìn)等，均應(yīng)仍歸屬于本實(shí)用新型的專利涵蓋范圍之內(nèi)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種非恒流源模式的溫度測(cè)量模塊，其特征在于:包括測(cè)量采樣單元和數(shù)據(jù)采集單元，所述測(cè)量采樣單元包括測(cè)溫采樣電路和基準(zhǔn)信號(hào)采樣電路，通過(guò)精密差分放大器對(duì)溫度傳感器R6和取樣電阻R2進(jìn)行等增益放大，將信號(hào)傳輸給數(shù)據(jù)采集單元，通過(guò)AD轉(zhuǎn)換器將模擬信號(hào)轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號(hào)輸出； 所述的測(cè)量采樣單元由電阻Rl、取樣電阻R2、溫度傳感器R6、電容Cl組成，電源+5V施加于該電路上，在取樣電阻R2上產(chǎn)生電壓信號(hào)，同時(shí)在溫度傳感器R6上產(chǎn)生電壓信號(hào)，磁珠FB1、FB2、FB3、電阻R3、電阻R4、電阻R5、電容C2、電容C3、電容C4、電容C5、電容C6組成采樣信號(hào)濾波電路； 所述的數(shù)據(jù)采集單元由芯片U1，電容C8，電容C9，電容C10，晶振Yl組成，其中芯片Ul中有兩個(gè)差分放大器、一個(gè)16BIT的AD轉(zhuǎn)換器、內(nèi)部模擬開(kāi)關(guān)電路和SPI數(shù)據(jù)接口構(gòu)成，實(shí)現(xiàn)對(duì)測(cè)量采樣信號(hào)的放大、AD轉(zhuǎn)換。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種非恒流源模式的溫度測(cè)量模塊，其特征在于:所述測(cè)量采樣單元，包括電容Cl，所述電容Cl接地，另一端分別與電阻Rl —端和取樣電阻R2 —端連接，所述電阻Rl另一端與磁珠FBl第I腳連接，且磁珠FBl第I腳與+5V電源連接，磁珠FBl第2腳與電阻R3 —端連接，所述電阻Rl —端和取樣電阻R2的公共端與磁珠FB2第I腳連接，磁珠FB3第2腳與電阻R4 —端連接，所述取樣電阻R2另一端與磁珠FB3第I腳連接，且磁珠FBl第I腳與溫度傳感器R6連接，所述溫度傳感器R6另一端接地，磁珠FB3第2腳與電阻R5 —端連接，所述電阻R3和電阻R4之間連接有電容C2，所述電阻R4和電阻R5之間連接有電容C3，所述電阻R3另一端與電容C4 一端連接，電容C4另一端接地，所述電阻R3和電容C4公共端與數(shù)據(jù)采集單元連接，所述電阻R4另一端與電容C5 —端連接，電容C5另一端接地，所述電阻R4和電容C5公共端與數(shù)據(jù)采集單元連接，所述電阻R5另一端與電容C6 —端連接，電容C6另一端接地，所述電阻R5和電容C6公共端與數(shù)據(jù)采集單元連接。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種非恒流源模式的溫度測(cè)量模塊，其特征在于:所述數(shù)據(jù)采集單元，包括芯片Ul，所述芯片Ul第7腳與電阻R3和電容C4公共端連接，所述芯片Ul第6腳和第8腳串聯(lián)，且芯片Ul第8腳與電阻R4和電容C5公共端連接，所述芯片Ul第11腳與電阻R5和電容C6公共端連接，所述芯片第9腳與電容ClO —端連接，所述電容ClO另一端與電壓基準(zhǔn)VERF連接，且所述芯片Ul第10腳和第16腳接地，芯片Ul第15腳與電容C7 一端連接，電容C7另一端接地，且芯片Ul第15腳與+5V電源連接，所述芯片Ul第2腳和第3腳分別與晶振Yl的兩端腳連接，且晶振Yl的兩端腳分別于電容C9 一端和電容ClO一端連接，所述電容C9另一端和電容ClO另一端接地， 所述芯片Ul第5腳與復(fù)位電路連接，芯片Ul第I腳與時(shí)鐘信號(hào)連接，芯片Ul第4腳與片選信號(hào)連接，芯片Ul第14腳與SPI通訊接口的數(shù)據(jù)輸入端連接，芯片Ul第13腳與SPI通訊接口的數(shù)據(jù)輸出端連接，芯片Ul第12腳與指示電路連接。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種非恒流源模式的溫度測(cè)量模塊，其特征在于:所述取樣電阻R2是溫度系數(shù)為5ppm，精確度為0.1%的300歐姆電阻器；溫度傳感器R6是標(biāo)準(zhǔn)PT100溫度傳感器；限流電阻Rl是1K阻值通用電阻器。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種非恒流源模式的溫度測(cè)量模塊，其特征在于:差分放大器增益為4。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種非恒流源模式的溫度測(cè)量模塊，其特征在于:所述芯片 Ul型號(hào)為AD7705。
【專利摘要】本實(shí)用新型提供一種非恒流源模式的溫度測(cè)量模塊，包括測(cè)量采樣單元和數(shù)據(jù)采集單元，所述測(cè)量采樣單元包括測(cè)溫采樣電路和基準(zhǔn)信號(hào)采樣電路，通過(guò)精密差分放大器對(duì)溫度傳感器R6和取樣電阻R2進(jìn)行等增益放大，將信號(hào)傳輸給數(shù)據(jù)采集單元，通過(guò)AD轉(zhuǎn)換器將模擬信號(hào)轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號(hào)輸出。本實(shí)用新型的有益效果是：結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、測(cè)量精度高。
【IPC分類】G01K7-18
【公開(kāi)號(hào)】CN204373805
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201420801728
【發(fā)明人】夏維曦
【申請(qǐng)人】匯康新德（天津）科技發(fā)展有限公司
【公開(kāi)日】2015年6月3日
【申請(qǐng)日】2014年12月17日