CN104236744A - 高精度铂电阻温度测量装置及测量方法 - Google Patents
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Abstract
一种高精度铂电阻温度测量装置。常规的温度采集方法是通过测量电阻桥的不平衡电压来实现，其性能依赖与选取的模数转换器精度，高精度测量成本过高。一种高精度铂电阻温度测量装置，其组成包括：恒流源（1），所述的恒流源与一组反馈电阻（2）和铂电阻（11）连接，所述的一组反馈电阻对应一组开关（9），所述的一组开关与继电器驱动器（3）连接，所述的继电器驱动器与MCU微控单元（4）连接，所述的MCU微控单元分别与显示器（5）和键盘（6）、A/D转换器（7）连接，所述的A/D转换器与一组放大电路（8）连接，所述的一组放大电路分别与铂电阻和标准电阻（10）连接。本发明用于高精度铂电阻温度测量。
Description
技术领域：
本发明涉及一种高精度铂电阻温度测量装置及测量方法。
背景技术：
铂电阻是工业测控系统中广泛使用的理想测温元件，常规的温度采集方法是通过测量电阻桥的不平衡电压来实现，其性能依赖与选取的模数转换器精度，高精度测量成本过高。
发明内容：
本发明的目的是提供一种高精度铂电阻温度测量装置及测量方法。
上述的目的通过以下的技术方案实现：
一种高精度铂电阻温度测量装置，其组成包括：恒流源，所述的恒流源与一组反馈电阻和铂电阻连接，所述的一组反馈电阻对应一组开关，所述的一组开关与继电器驱动器连接，所述的继电器驱动器与MCU微控单元连接，所述的MCU微控单元分别与显示器和键盘、A/D转换器连接，所述的A/D转换器与一组放大电路连接，所述的一组放大电路分别与铂电阻和标准电阻连接。
所述的高精度铂电阻温度测量装置，所述的铂电阻为四线制A 级Pt100.以LM134 作为恒流源的核心器件，分别设置三个不同阻值的反馈电阻使其能够输出0.5mA,0.7mA,1mA 三种恒流，电阻的切换由信号继电器完成；信号继电器由MCU通过所述的继电器驱动器进行控制，-30-80℃范围采用1m的测试电流、80-190℃范围采用0.7mA测试电流、190-300℃范围采用0.5mA 的测试电流，所述的标准电阻是精度为0.01% 的线绕电阻，其温度稳定性为5ppm/℃，采用INA114 作为铂电阻和标准电阻的信号放大电路的核心器件，对铂电阻的电压降放大100倍，对标准电阻的电压降放大40倍，以-30-80℃为例，当采用1mA测试电流时，铂电阻两端的电压降范围为88.22-130.9mV, 放大100倍后，电压范围为8.822-13.09V，在INA114的REF 端，输入-8.192V 的电压，则INA114 的输出电压范围为0.63-4.898V，A/D转换器ADS1247对INA114的输出电压进行模数转换，ADS124的输入范围是0-5V，在-30-80℃范围内的温度分辨率可达到 90-240℃。
利用所述的高精度铂电阻温度测量装置进行测量的方法，所述的MCU根据键盘的输入信息，发起一次温度测量，MCU首先控制信号继电器，使LM134输出1mA的电流，然后，采集铂电阻的输出信号电压，如果达到5V,则驱动继电器切换LM134的反馈电阻，直到铂电阻输出电压低于5V，进而同时采集铂电阻和标准电阻输出的电压信号，并进行相除操作和温度换算，将换算结果送显示器。
有益效果：
1. 本发明温度测量装置具有体积小、精度高特点，不但可以用于工业生产和科学研究过程中的高精度温度测量，也可作为可传递的计量标准，同时被测温度范围进行局部放大，从而提高测量的分辨率和精度。
附图说明：
附图1是本发明的结构示意图。
具体实施方式：
实施例1：
一种高精度铂电阻温度测量装置，其组成包括：恒流源1，所述的恒流源与一组反馈电阻2和铂电阻11连接，所述的一组反馈电阻对应一组开关9，所述的一组开关与继电器驱动器3连接，所述的继电器驱动器与MCU微控单元4连接，所述的MCU微控单元分别与显示器5和键盘6、A/D转换器7连接，所述的A/D转换器与一组放大电路8连接，所述的一组放大电路分别与铂电阻和标准电阻10连接。
实施例2：
根据实施例1所述的高精度铂电阻温度测量装置，所述的铂电阻为四线制A 级Pt100.以LM134 作为恒流源的核心器件，分别设置三个不同阻值的反馈电阻使其能够输出0.5mA,0.7mA,1mA 三种恒流，电阻的切换由信号继电器完成；信号继电器由MCU通过所述的继电器驱动器进行控制，-30-80℃范围采用1m的测试电流、80-190℃范围采用0.7mA测试电流、190-300℃范围采用0.5mA 的测试电流，所述的标准电阻是精度为0.01% 的线绕电阻，其温度稳定性为5ppm/℃，采用INA114 作为铂电阻和标准电阻的信号放大电路的核心器件，对铂电阻的电压降放大100倍，对标准电阻的电压降放大40倍，以-30-80℃为例，当采用1mA测试电流时，铂电阻两端的电压降范围为88.22-130.9mV, 放大100倍后，电压范围为8.822-13.09V，在INA114的REF 端，输入-8.192V 的电压，则INA114 的输出电压范围为0.63-4.898V，A/D转换器ADS1247对INA114的输出电压进行模数转换，ADS124的输入范围是0-5V，在-30-80℃范围内的温度分辨率可达到 90-240℃。
实施例3：
利用实施例1或2所述的高精度铂电阻温度测量装置进行测量的方法，所述的MCU根据键盘的输入信息，发起一次温度测量，MCU首先控制信号继电器，使LM134输出1mA的电流，然后，采集铂电阻的输出信号电压，如果达到5V,则驱动继电器切换LM134的反馈电阻，直到铂电阻输出电压低于5V，进而同时采集铂电阻和标准电阻输出的电压信号，并进行相除操作和温度换算，将换算结果送显示器。
Claims (3)
1.一种高精度铂电阻温度测量装置，其组成包括：恒流源，其特征是：所述的恒流源与一组反馈电阻和铂电阻连接，所述的一组反馈电阻对应一组开关，所述的一组开关与继电器驱动器连接，所述的继电器驱动器与MCU微控单元连接，所述的MCU微控单元分别与显示器和键盘、A/D转换器连接，所述的A/D转换器与一组放大电路连接，所述的一组放大电路分别与铂电阻和标准电阻连接。
2.根据权利要求1所述的高精度铂电阻温度测量装置，其特征是：所述的铂电阻为四线制A 级Pt100.以LM134 作为恒流源的核心器件，分别设置三个不同阻值的反馈电阻使其能够输出0.5mA,0.7mA,1mA 三种恒流，电阻的切换由信号继电器完成；信号继电器由MCU通过所述的继电器驱动器进行控制，-30-80℃范围采用1m的测试电流、80-190℃范围采用0.7mA测试电流、190-300℃范围采用0.5mA 的测试电流，所述的标准电阻是精度为0.01% 的线绕电阻，其温度稳定性为5ppm/℃，采用INA114 作为铂电阻和标准电阻的信号放大电路的核心器件，对铂电阻的电压降放大100倍，对标准电阻的电压降放大40倍，以-30-80℃为例，当采用1mA测试电流时，铂电阻两端的电压降范围为88.22-130.9mV, 放大100倍后，电压范围为8.822-13.09V，在INA114的REF 端，输入-8.192V 的电压，则INA114 的输出电压范围为0.63-4.898V，A/D转换器ADS1247对INA114的输出电压进行模数转换，ADS124的输入范围是0-5V，在-30-80℃范围内的温度分辨率可达到 90-240℃。
3.一种利用权利要求1或2所述的高精度铂电阻温度测量装置进行测量的方法，其特征是：所述的MCU根据键盘的输入信息，发起一次温度测量，MCU首先控制信号继电器，使LM134输出1mA的电流，然后，采集铂电阻的输出信号电压，如果达到5V,则驱动继电器切换LM134的反馈电阻，直到铂电阻输出电压低于5V，进而同时采集铂电阻和标准电阻输出的电压信号，并进行相除操作和温度换算，将换算结果送显示器。
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| CN201410474380.2A CN104236744A (zh) | 2014-09-17 | 2014-09-17 | 高精度铂电阻温度测量装置及测量方法 |
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| CN201410474380.2A CN104236744A (zh) | 2014-09-17 | 2014-09-17 | 高精度铂电阻温度测量装置及测量方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN104236744A true CN104236744A (zh) | 2014-12-24 |
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| CN201410474380.2A Withdrawn CN104236744A (zh) | 2014-09-17 | 2014-09-17 | 高精度铂电阻温度测量装置及测量方法 |
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| CN (1) | CN104236744A (zh) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN105785127A (zh) * | 2016-03-10 | 2016-07-20 | 威卡自动化仪表（苏州）有限公司 | 一种电阻校验系统 |
| CN106092361A (zh) * | 2016-08-12 | 2016-11-09 | 中国航空工业集团公司西安飞行自动控制研究所 | 一种温度采样电路 |
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2014
- 2014-09-17 CN CN201410474380.2A patent/CN104236744A/zh not_active Withdrawn
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|---|---|---|---|---|
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| WW01 | Invention patent application withdrawn after publication |
Application publication date: 20141224 |