CN103675596B - 一种断线检测电路及温度采集电路 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种断线检测电路及温度采集电路，通过第一二极管、第二二极管、第一恒流源、第二恒流源、第一开关、第二开关、第一电阻、第二电阻、第三电阻、第四电阻、第五电阻、滤波放大电路、模数转换ADC芯片连接关系及电路的通断控制，实现对温度传感器通断的检测，同时实现了使用同一个电路对热电偶传感器及热电阻传感器两种温度传感器连接是否正常的检测，通过本发明公开的断线检测电路实现了采用普通的、不带有热电阻断线检测功能的ADC芯片，使用普通的、不带有热电阻断线检测功能的ADC芯片，使断线检测电路成本较低，便于广泛推广使用，另外，还使电路结构简单，可靠性高。

Description

一种断线检测电路及温度采集电路

技术领域

本发明涉及断线检测领域，尤其涉及一种断线检测电路及温度采集电路。

背景技术

温度采集仪表一般都内置断线检测电路，用来自动检测温度传感器与仪表连接是否正常。

常用的温度传感器包括热电阻传感器和热电偶传感器，而热电阻传感器和热电偶传感器的工作原理不相同，导致对热电阻传感器和热电偶传感器进行断线检测的断线检测电路并不相同。

因此，设计一种通用型的断线检测电路成为了首要任务，既可接热电偶传感器，又可接热电阻传感器。目前，常用的是在断线检测电路中选用一种带有热电阻断线检测功能的ADC（Analog-to-DigitalConverter，模数转换电路），来实现同时对热电阻传感器和热电偶传感器实现断线检测功能。

而上述带有热电阻断线检测功能的ADC芯片，其价格偏高，不适合广泛推广。

发明内容

有鉴于此，本发明提供一种断线检测电路及温度采集电路，以解决现有技术中应用带有热电阻断线检测功能的ADC芯片价格偏高，不易推广的问题，其具体方案如下：

一种断线检测电路，应用于温度采集电路，检测温度传感器的通断，包括：

第一二极管，第二二极管，第一恒流源，第二恒流源，第一开关，第二开关，第一电阻，第二电阻，第三电阻，第四电阻，第五电阻，滤波放大电路，模数转换ADC芯片，

接线端子A为信号输入正端，依次通过所述第一电阻及第三电阻接地，所述第一电阻与第三电阻相连的一端同时通过滤波放大电路连接ADC芯片，接线端子A通过第一开关连接第一二极管的负极，所述第一二极管的正极连接第一恒流源，所述第一恒流源一端接5V电源电压，一端接地；

接线端子B为信号输入负端，依次通过所述第二电阻及第四电阻连接电源电压，所述第二电阻与第四电阻相连的一端通过滤波放大电路连接ADC芯片，接线端子B通过第二开关连接第二二极管的负极，所述第二二极管的正极连接第二恒流源，所述第二恒流源一端接5V电源电压，一端接地；

接线端子C通过第五电阻接地。

进一步的，包括：温度传感器为热电偶传感器，

接线端子A、B分别连接热电偶传感器的正极、负极，第一开关与第二开关均断开，所述ADC芯片采集用于指示所述热电偶传感器是否断线的电压值。

进一步的，包括：温度传感器为热电阻传感器，

接线端子A连接所述热电阻传感器的一端，接线端子B、C连接所述热电阻传感器的另一端，第一开关与第二开关均闭合，所述ADC芯片采集用于指示所述热电阻传感器是否断线的电压值。

进一步的，包括：所述第三电阻、第四电阻阻值分别为10MΩ。

进一步的，包括：所述第一恒流源、第二恒流源分别为1mA恒流源。

一种温度采集电路，用于检测温度传感器的温度，包括：断线检测电路，其中，所述断线检测电路具体包括：

第一二极管，第二二极管，第一恒流源，第二恒流源，第一开关，第二开关，第一电阻，第二电阻，第三电阻，第四电阻，第五电阻，滤波放大带那路，模数转换ADC芯片，

接线端子A为信号输入正端，依次通过所述第一电阻及第三电阻接地，所述第一电阻与第三电阻相连的一端同时通过滤波放大电路连接ADC芯片，接线端子A通过第一开关连接第一二极管的负极，所述第一二极管的正极连接第一恒流源，所述第一恒流源的一端5V电源电压，一端接地；

接线端子B为信号输入负端，依次通过所述第二电阻及第四电阻连接电源电压，所述第二电阻与第四电阻相连的一端通过滤波放大电路连接ADC芯片，接线端子B通过第二开关连接第二二极管的负极，所述第二二极管的正极连接第二恒流源，所述第二恒流源的一端接5V电源电压，一端接地；

接线端子C通过第五电阻接地。

进一步的，包括：温度传感器为热电偶传感器，

接线端子A、B分别连接热电偶传感器的正极、负极，第一开关与第二开关均断开，所述ADC芯片采集用于指示所述热电偶传感器是否断线的电压值。

进一步的，包括：温度传感器为热电阻传感器，

接线端子A连接所述热电阻传感器的一端，接线端子B、C连接所述热电阻传感器的另一端，第一开关与第二开关均闭合，所述ADC芯片采集用于指示所述热电阻传感器是否断线的电压值。

进一步的，包括：所述第三电阻、第四电阻阻值分别为10MΩ。

进一步的，包括：所述第一恒流源、第二恒流源分别为1mA恒流源。

从上述技术方案可以看出，本发明公开的断线检测电路及温度采集电路，通过第一二极管、第二二极管、第一恒流源、第二恒流源、第一开关、第二开关、第一电阻、第二电阻、第三电阻、第四电阻、第五电阻、滤波放大电路、模数转换ADC芯片连接关系及电路的通断控制，实现对温度传感器通断的检测，同时实现了使用同一个电路对热电偶传感器及热电阻传感器两种温度传感器连接是否正常的检测，通过本发明公开的断线检测电路实现了采用普通的、不带有热电阻断线检测功能的ADC芯片，使用普通的、不带有热电阻断线检测功能的ADC芯片，使断线检测电路成本较低，便于广泛推广使用，另外，还使电路结构简单，可靠性高。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例公开的一种断线检测电路的电路结构图；

图2为本发明实施例公开的一种用于检测热电偶传感器的断线检测电路的电路结构图；

图3为本发明实施例公开的一种用于检测热电阻传感器的断线检测电路的电路结构图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

本实施例公开了一种断线检测电路，其电路结构如图1所示，应用于温度采集电路，检测温度传感器的通断。

本实施例公开的断线检测电路包括：

第一二极管VD1，第二二极管VD2，第一恒流源I1，第二恒流源I2，第一开关K1，第二开关K2，第一电阻R1，第二电阻R2，第三电阻R3，第四电阻R4，第五电阻R5，滤波放大电路110，ADC芯片120。

接线端子A为信号输入正端，依次通过第一电阻R1及第三电阻R3接地，第一电阻R1与第三电阻R3相连的一端同时通过滤波放大电路110连接ADC芯片120，接线端子A通过第一开关K1连接第一二极管VD1的负极，第一二极管VD1的正极连接第一恒流源I1，第一恒流源I1的一端接5V电源电压，一端接地。

接线端子B为信号输入负端，依次通过第二电阻R2及第四电阻R4连接电源电压，第二电阻R2与第四电阻R4相连的一端通过滤波放大电路110连接ADC芯片120，接线端子B通过第二开关K2连接第二二极管VD2的负极，第二二极管VD2的正极连接第二恒流源I2，第二恒流源I2一端接5V电源电压，一端接地。

接线端子C通过第五电阻R5接地。

其中，ADC芯片为普通的、不具有热电阻断线检测功能的芯片。

接线端子B依次通过第二电阻R2及第四电阻R4连接电源电压，其中，连接的电源电压为2.5V直流电压。

本实施例公开的断线检测电路，通过第一二极管、第二二极管、第一恒流源、第二恒流源、第一开关、第二开关、第一电阻、第二电阻、第三电阻、第四电阻、第五电阻、滤波放大电路、模数转换ADC芯片连接关系及电路的通断控制，实现对温度传感器通断的检测，同时实现了使用同一个电路对热电偶传感器及热电阻传感器两种温度传感器连接是否正常的检测，通过本发明公开的断线检测电路实现了采用普通的、不带有热电阻断线检测功能的ADC芯片，使用普通的、不带有热电阻断线检测功能的ADC芯片，使断线检测电路成本较低，便于广泛推广使用，另外，还使电路结构简单，可靠性高。

优选的，本实施例公开的断线检测电路中，第三电阻R3、第四电阻R4的阻值分别为10MΩ。

其中，第一恒流源I1、第二恒流源I2分别为1mA恒流源。

进一步的，本实施例公开的断线检测电路中，第一电阻R1、第二电阻R2的阻值可以为2kΩ，第五电阻R5的阻值可以为470Ω。

进一步的，第一二极管VD1、第二二极管VD2具体可以为LL4148。

本实施例公开了一种断线检测电路，用于检测热电偶传感器的连接线路是否断开，采用如图1所示的电路结构。

第一开关K1、第二开关K2分别断开，接线端子A、B分别连接热电偶传感器的正极、负极，其具体连接电路如图2所示。

ADC芯片120采集用于指示热电偶传感器是否断线的电压值。

若第一电阻R1与第三电阻R3相连的一端、第二电阻R2与第四电阻R4相连的一端，这两端之间的电压为U1，那么，当热电偶传感器连接正确时，U1端电压约等于热电偶传感器的输出值，此时，ADC芯片120采集的电压值在正常的电压范围内；

当热电偶传感器连接错误时，U1端电压为-2.5V，超出信号正常的输入范围，此时，ADC芯片120采集的电压值远大于正常电压，因此，即可判断热电偶传感器连接断线。

本实施例公开的用于热电偶传感器线路检测的断线检测电路连接简单、功能可靠。

本实施例公开了一种断线检测电路，用于检测热电阻传感器的连接线路是否断开，采用如图1所示的电路结构。

第一开关K1、第二开关K2闭合，接线端子A连接热电阻传感器的一端，接线端子B、C同时连接热电阻传感器的另一端，其具体连接电路如图3所示。

ADC芯片120采集用于指示热电阻传感器是否断线的电压值。

若第一电阻R1与第三电阻R3相连的一端、第二电阻R2与第四电阻R4相连的一端，这两端之间的电压为U1，那么，当热电阻传感器连接正确时，U1端电压约等于1mA乘以热电阻传感器的电阻值，为正值，此时，ADC芯片120显示正常电压值；

当热电阻传感器连接错误时，U1端电压约为-70mV，为负值，此时，ADC芯片120采集的电压为负值，因此，即可判断热电阻传感器连接断线。

本实施例公开的应用于热电阻传感器线路检测的断线检测电路，通过采用普通的ADC芯片即可实现线路通断的检测，无需采用具有断线检测功能的芯片，节省了成本，并且，应用如图1所示的电路，不仅能检测热电阻传感器是否断线，还能检测热电偶传感器是否断线，电路简单，性能可靠。

本实施例公开了一种温度采集电路，应用于温度传感器温度的检测，其中，包括：断线检测电路。

本实施例公开的温度采集电路中的断线检测电路与上述实施例相同，由于本实施例公开的断线检测电路具有通过一个电路实现对热电偶传感器及热电阻传感器线路通断的检测，因此，使得本实施例公开的温度采集电路具有通过一个电路实现对热电偶传感器及热电阻传感器线路通断检测的功能。另外，本实施例公开的温度采集电路中的断线检测电路结构简单、性能可靠，使得本实施例公开的温度采集电路具有结构简单、性能可靠的特点。

本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。对于实施例公开的装置而言，由于其与实施例公开的方法相对应，所以描述的比较简单，相关之处参见方法部分说明即可。

专业人员还可以进一步意识到，结合本文中所公开的实施例描述的各示例的单元及算法步骤，能够以电子硬件、计算机软件或者二者的结合来实现，为了清楚地说明硬件和软件的可互换性，在上述说明中已经按照功能一般性地描述了各示例的组成及步骤。这些功能究竟以硬件还是软件方式来执行，取决于技术方案的特定应用和设计约束条件。专业技术人员可以对每个特定的应用来使用不同方法来实现所描述的功能，但是这种实现不应认为超出本发明的范围。

结合本文中所公开的实施例描述的方法或算法的步骤可以直接用硬件、处理器执行的软件模块，或者二者的结合来实施。软件模块可以置于随机存储器（RAM）、内存、只读存储器（ROM）、电可编程ROM、电可擦除可编程ROM、寄存器、硬盘、可移动磁盘、CD-ROM、或技术领域内所公知的任意其它形式的存储介质中。

对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (6)

1.一种断线检测电路，应用于温度采集电路，检测温度传感器的通断，其特征在于，包括：

第一二极管，第二二极管，第一恒流源，第二恒流源，第一开关，第二开关，第一电阻，第二电阻，第三电阻，第四电阻，第五电阻，滤波放大电路，模数转换ADC芯片，

接线端子A为信号输入正端，依次通过所述第一电阻及第三电阻接地，所述第一电阻与第三电阻相连的一端同时通过滤波放大电路连接ADC芯片，接线端子A通过第一开关连接第一二极管的负极，所述第一二极管的正极连接第一恒流源，所述第一恒流源一端接5V电源电压，一端接地；

接线端子B为信号输入负端，依次通过所述第二电阻及第四电阻连接电源电压，所述第二电阻与第四电阻相连的一端通过滤波放大电路连接ADC芯片，接线端子B通过第二开关连接第二二极管的负极，所述第二二极管的正极连接第二恒流源，所述第二恒流源一端接5V电源电压，一端接地；

接线端子C通过第五电阻接地；

温度传感器为热电偶传感器时，

接线端子A、B分别连接热电偶传感器的正极、负极，第一开关与第二开关均断开，所述ADC芯片采集用于指示所述热电偶传感器是否断线的电压值；当热电偶传感器连接错误时，ADC芯片采集的电压值远大于正常电压，判断热电偶传感器连接断线；

温度传感器为热电阻传感器时，

接线端子A连接所述热电阻传感器的一端，接线端子B、C连接所述热电阻传感器的另一端，第一开关与第二开关均闭合，所述ADC芯片采集用于指示所述热电阻传感器是否断线的电压值；当热电阻传感器连接错误时，ADC芯片采集的电压为负值，判断热电阻传感器连接断线。

2.根据权利要求1所述的电路，其特征在于，包括：所述第三电阻、第四电阻阻值分别为10MΩ。

3.根据权利要求1所述的电路，其特征在于，包括：所述第一恒流源、第二恒流源分别为1mA恒流源。

4.一种温度采集电路，用于检测温度传感器的温度，其特征在于，包括：断线检测电路，其中，所述断线检测电路具体包括：

第一二极管，第二二极管，第一恒流源，第二恒流源，第一开关，第二开关，第一电阻，第二电阻，第三电阻，第四电阻，第五电阻，滤波放大电路，模数转换ADC芯片，

接线端子A为信号输入正端，依次通过所述第一电阻及第三电阻接地，所述第一电阻与第三电阻相连的一端同时通过滤波放大电路连接ADC芯片，接线端子A通过第一开关连接第一二极管的负极，所述第一二极管的正极连接第一恒流源，所述第一恒流源的一端接5V电源电压，一端接地；

接线端子B为信号输入负端，依次通过所述第二电阻及第四电阻连接电源电压，所述第二电阻与第四电阻相连的一端通过滤波放大电路连接ADC芯片，接线端子B通过第二开关连接第二二极管的负极，所述第二二极管的正极连接第二恒流源，所述第二恒流源的一端接5V电源电压，一端接地；

接线端子C通过第五电阻接地；

温度传感器为热电偶传感器时，

接线端子A、B分别连接热电偶传感器的正极、负极，第一开关与第二开关均断开，所述ADC芯片采集用于指示所述热电偶传感器是否断线的电压值；当热电偶传感器连接错误时，ADC芯片采集的电压值远大于正常电压，判断热电偶传感器连接断线；

温度传感器为热电阻传感器时，

接线端子A连接所述热电阻传感器的一端，接线端子B、C连接所述热电阻传感器的另一端，第一开关与第二开关均闭合，所述ADC芯片采集用于指示所述热电阻传感器是否断线的电压值；当热电阻传感器连接错误时，ADC芯片采集的电压为负值，判断热电阻传感器连接断线。

5.根据权利要求4所述的电路，其特征在于，包括：所述第三电阻、第四电阻阻值分别为10MΩ。

6.根据权利要求4所述的电路，其特征在于，包括：所述第一恒流源、第二恒流源分别为1mA恒流源。