CN105758548A - 铂热电阻pt100的测温电路 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种铂热电阻PT100的测温电路，包括：恒流源、铂热电阻PT100和采样计算电路；恒流源与PT100的两端连接；采样计算电路包括：两个跟随电路、一个差分放大器和两个电阻；PT100的两端分别通过一个电阻连接一个跟随电路，两个跟随电路分别用于测量PT100对应端的电压；差分放大器的正输入端和负输入端分别连接一个跟随电路的输出端，用于根据两个跟随电路测量得到的电压确定PT100的电压值；两个电阻为高阻值电阻，两个跟随电路为高阻抗跟随电路，从而提高采样计算电路的输入阻抗，避免对恒流源电路进行分流，极大地降低PT100的引线阻值对温度测量值的影响，提高测温电路的测量精度。
Description
技术领域
本发明涉及测温技术领域，尤其涉及一种铂热电阻PT100的测温电路。
背景技术
目前，在轨道交通行业中，经常需要对变流器IGBT散热基板、水冷系统水温等一些关键的温度进行监测。现有技术中，监测上述温度的方法主要为：将铂热电阻PT100放置到水冷系统中或散热基板上，将电流源串入PT100回路，电流源的电流流过PT100回路产生电压，通过AD采集PT100回路电压进行温度测量。
然而，现有技术中，测量得到的电压包括PT100和导线两部分的电压，结果需要根据导线电阻进行校准，导线电阻发生变化，会导致测量到的温度有误差，影响测温电路的测量精度。
发明内容
本发明提供一种铂热电阻PT100的测温电路，用于解决现有技术中测温电路的测量精度不高的问题。
本发明的第一个方面是提供一种铂热电阻PT100的测温电路，包括：
恒流源、铂热电阻PT100和采样计算电路；
所述恒流源与所述PT100的两端连接；
所述采样计算电路包括：两个跟随电路、一个差分放大器和两个电阻；
所述PT100的两端分别通过一个电阻连接一个跟随电路，所述PT100与所述跟随电路的正输入端连接，所述两个跟随电路分别用于测量PT100对应端的电压；
所述差分放大器的正输入端和负输入端分别连接一个所述跟随电路的输出端，用于根据所述两个跟随电路测量得到的电压确定所述PT100的电压值；
所述两个电阻的阻值分别大于第一预设值，所述两个跟随电路的阻抗分别大于第二预设值，以使所述采样计算电路的输入阻抗大于第三预设值。
进一步地，所述恒流源包括：参考电源、五个电阻、第一运算放大器和第二运算放大器；
所述参考电源通过一个电阻与所述第一运算放大器的正输入端连接；所述第二运算放大器的输出端通过一个电阻与所述第一运算放大器的正输入端连接；所述第一运算放大器的输出端通过一个电阻与所述PT100的一端连接；所述第一运算放大器的负输入端通过一个电阻接地；所述第一运算放大器的负输入端通过一个电阻与所述第一运算放大器的输出端连接；
所述参考电源与所述PT100的另一端连接。
进一步地，所述参考电源为基准电源芯片。
进一步地，所述基准电源芯片提供的电压的精度大于第四预设值。
进一步地，所述五个电阻的精度大于第五预设值。
进一步地，所述五个电阻的温漂小于第六预设值。
进一步地，所述PT100的两端分别设置有2个引线接头，所述PT100每端的2个引线接头分别用于连接所述恒流源和所述采样计算电路。
本发明中，提供一种铂热电阻PT100的测温电路，包括：恒流源、铂热电阻PT100和采样计算电路；恒流源与PT100的两端连接；采样计算电路包括：两个跟随电路、一个差分放大器和两个电阻；PT100的两端分别通过一个电阻连接一个跟随电路，两个跟随电路分别用于测量PT100对应端的电压；差分放大器的正输入端和负输入端分别连接一个跟随电路的输出端，用于根据两个跟随电路测量得到的电压确定PT100的电压值；两个电阻为高阻值电阻，两个跟随电路为高阻抗跟随电路，从而提高采样计算电路的输入阻抗，避免对恒流源电路进行分流，极大地降低PT100的引线阻值对温度测量值的影响，提高测温电路的测量精度。
附图说明
图1为本发明提供的铂热电阻PT100的测温电路的电路图。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，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。
图1为本发明提供的铂热电阻PT100的测温电路的电路图，如图1所示，包括：
恒流源1、铂热电阻PT1002和采样计算电路3；
恒流源1与所述PT1002的两端连接；
采样计算电路3包括：两个跟随电路31、一个差分放大器32和两个电阻33；
PT1002的两端分别通过一个电阻33连接一个跟随电路31，PT1002与跟随电路31的正输入端连接，两个跟随电路31分别用于测量PT1002对应端的电压；
差分放大器32的正输入端和负输入端分别连接一个跟随电路31的输出端，用于根据两个跟随电路32测量得到的电压确定PT1002的电压值；
两个电阻33的阻值分别大于第一预设值，两个跟随电路31的阻抗分别大于第二预设值，以使采样计算电路3的输入阻抗大于第三预设值。
其中，铂热电阻的阻值会随着温度的变化而改变。PT100为0摄氏度时阻值为100欧姆的铂热电阻。PT100的阻值会随着温度上升而成近似匀速的增长。PT100的两端分别设置有2个引线接头，PT100每端的2个引线接头分别用于连接恒流源和采样计算电路。恒流源1用于为PT100提供电流，以便测量PT100的阻值。采样计算电路3用于在电流通过PT100时，测得PT100两端的电压，以便根据电压确定PT100的阻值，进而确定PT100的温度值。
其中，采样计算电路3还可以包括3个电阻。一个电阻设置在差分放大器32的正输入端所连接的跟随电路31与差分放大器32之间；一个电阻设置在差分放大器32的正输入端与输出端之间；一个电阻设置在差分放大器32的输出端，且该电阻通过电容接地。
采样计算电路3测量PT100两端的电压的方法主要为：由两个跟随电路31测得PT100两个端的电压，由差分放大器32对两个跟随电路31测得的电压做减法处理，计算得到PT100两端的电压。
第一预设值、第二预设值以及第三预设值的设定可以为使得测温电路的精度达到一定值的值。例如，第一预设值和第二预设值可以为数千欧姆。第一预设值、第二预设值以及第三预设值足够高，可以使得两个电阻33以及两个跟随电路31的总的阻抗足够高，从而极大地提高采样计算电路的输入阻抗，避免对恒流源电路进行分流，极大地降低PT100的引线阻值对温度测量值的影响，提高测温电路的测量精度。
进一步地，恒流源1包括：参考电源11、五个电阻12、第一运算放大器13和第二运算放大器14；
参考电源11通过一个电阻12与第一运算放大器13的正输入端连接；第二运算放大器14的输出端通过一个电阻12与第一运算放大器13的正输入端连接；第一运算放大器13的输出端通过一个电阻12与PT100的一端连接；第一运算放大器13的负输入端通过一个电阻12接地；第一运算放大器13的负输入端通过一个电阻12与第一运算放大器13的输出端连接；
参考电源11与PT100的另一端连接。
其中，参考电源11具体可以为基准电源芯片。为了保证基准电源芯片提供的参考电源11的稳定性，基准电源芯片提供的电压的精度大于第四预设值。
具体地，参考电源11具体可以通过电容与PT100的另一端连接。参考电源11通过电容接地。
进一步地，为了保证参考电源11的稳定性，五个电阻的精度可以大于第五预设值。五个电阻的温漂可以小于第六预设值。
另外，由于本实施例提供的铂热电阻PT100的测温电路仅用到PT100、放大器、电阻等器件，上述器件的耐用性较高，因此，本实施例提供的铂热电阻PT100的测温电路的成本较低，使用时间较长，为生产带来便利。
本实施例中，提供一种铂热电阻PT100的测温电路，包括：恒流源、铂热电阻PT100和采样计算电路；恒流源与PT100的两端连接；采样计算电路包括：两个跟随电路、一个差分放大器和两个电阻；PT100的两端分别通过一个电阻连接一个跟随电路，两个跟随电路分别用于测量PT100对应端的电压；差分放大器的正输入端和负输入端分别连接一个跟随电路的输出端，用于根据两个跟随电路测量得到的电压确定PT100的电压值；两个电阻为高阻值电阻，两个跟随电路为高阻抗跟随电路，从而提高采样计算电路的输入阻抗，避免对恒流源电路进行分流，极大地降低PT100的引线阻值对温度测量值的影响，提高测温电路的测量精度。
最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。
Claims (7)
1.一种铂热电阻PT100的测温电路，其特征在于，包括：
恒流源、铂热电阻PT100和采样计算电路；
所述恒流源与所述PT100的两端连接；
所述采样计算电路包括：两个跟随电路、一个差分放大器和两个电阻；
所述PT100的两端分别通过一个电阻连接一个跟随电路，所述PT100与所述跟随电路的正输入端连接，所述两个跟随电路分别用于测量PT100对应端的电压；
所述差分放大器的正输入端和负输入端分别连接一个所述跟随电路的输出端，用于根据所述两个跟随电路测量得到的电压确定所述PT100的电压值；
所述两个电阻的阻值分别大于第一预设值，所述两个跟随电路的阻抗分别大于第二预设值，以使所述采样计算电路的输入阻抗大于第三预设值。
2.根据权利要求1所述的铂热电阻PT100的测温电路，其特征在于，
所述恒流源包括：参考电源、五个电阻、第一运算放大器和第二运算放大器；
所述参考电源通过一个电阻与所述第一运算放大器的正输入端连接；所述第二运算放大器的输出端通过一个电阻与所述第一运算放大器的正输入端连接；所述第一运算放大器的输出端通过一个电阻与所述PT100的一端连接；所述第一运算放大器的负输入端通过一个电阻接地；所述第一运算放大器的负输入端通过一个电阻与所述第一运算放大器的输出端连接；
所述参考电源与所述PT100的另一端连接。
3.根据权利要求2所述的铂热电阻PT100的测温电路，其特征在于，
所述参考电源为基准电源芯片。
4.根据权利要求3所述的铂热电阻PT100的测温电路，其特征在于，
所述基准电源芯片提供的电压的精度大于第四预设值。
5.根据权利要求1所述的铂热电阻PT100的测温电路，其特征在于，
所述五个电阻的精度大于第五预设值。
6.根据权利要求1或5所述的铂热电阻PT100的测温电路，其特征在于，
所述五个电阻的温漂小于第六预设值。
7.根据权利要求1所述的铂热电阻PT100的测温电路，其特征在于，
所述PT100的两端分别设置有2个引线接头，所述PT100每端的2个引线接头分别用于连接所述恒流源和所述采样计算电路。
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