CN110702252A - 一种具备快速自检功能的铂电阻温度测量仪器 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种具备快速自检功能的铂电阻温度测量仪器，其包括：铂电阻温度传感器、电流桥放大电路、A/D采集电路和FPGA；铂电阻是一种精密电阻，其阻值随温度变化而变化，根据系统的正常温度范围可以计算出铂电阻在该温度区间内的正常电阻变化值，通过电流桥放大电路放大，A/D采集电路采集转换得到所采集区域的电压变化值，电压变化值传送至FPGA进行处理，判断铂电阻是否正常，并在铂电阻正常时进行温度测量。本发明铂电阻自检正常后通过感知外部温度变化，产生电压变化，最后通过采集电路采集到的具体电压值来反映温度的具体值，以此来实现温度测量的目的。

Description

一种具备快速自检功能的铂电阻温度测量仪器
技术领域
本发明属于铂电阻温度采集技术领域，涉及一种具备快速自检功能的铂电阻温度测量仪器。
背景技术
铂电阻具有抗振动、稳定性好、准确度高等优点，广泛应用于医疗、工业、卫星、气象等高精度设备中。铂电阻的阻值会随着温度的变化而变化从而实现温度传感的目的，采用铂电阻作为温度传感器作为感应变量，再通过转换电路的计算可以快速测量出弹上局部位置的温度。
发明内容
(一)发明目的
本发明的目的是：提供一种具备快速自检功能的铂电阻温度测量仪器，实现快速自检。
(二)技术方案
为了解决上述技术问题，本发明提供一种具备快速自检功能的铂电阻温度测量仪器，其包括：铂电阻温度传感器、电流桥放大电路、A/D采集电路和FPGA；铂电阻是一种精密电阻，其阻值随温度变化而变化，根据系统的正常温度范围可以计算出铂电阻在该温度区间内的正常电阻变化值，通过电流桥放大电路放大，A/D采集电路采集转换得到所采集区域的电压变化值，电压变化值传送至FPGA进行处理，判断铂电阻是否正常，并在铂电阻正常时进行温度测量。
其中，所述FPGA包括电压采集模块、失效判断模块和温度采集模块；电压采集模块采集A/D采集转换后的电压值，由失效判断模块对该电压值和门限正常电压进行比较，据此判断铂电阻是否出现短路或断路失效，在铂电阻正常的情况下，由温度采集模块将电压变化值转换为温度变化值，作为测量结果。
其中，所述铂电阻出现短路或断路失效时，电流桥放大电路出现电流桥臂电压不平衡，通过放大后产生一个异常电压，FPGA读取A/D采集转换后的电压值与门限正常电压进行比较以判断出铂电阻是否出现短路或断路失效，通过该值快速自检判断铂电阻是否正常。
其中，所述铂电阻短路失效时，电流桥放大电路采不到电压，通过放大后产生一个最大负值电压，FPGA读取A/D采集转换后的电压值与门限最小电压进行比较以判断出铂电阻是否出现短路失效。
其中，所述电压变化值在门限正常电压范围内时，表明铂电阻正常，自检成功。
一种铂电阻温度测量方法，其包括以下步骤：
步骤一：系统上电，电流桥放大电路对采集到的电压信号进行滤波放大；
步骤二：启动A/D采集转换，A/D采集转换结束后读取采集到的电压值，判断采集到的电压值是否小于门限最小值，如果小于门限最小值则上报铂电阻开路，如果不小于门限最小值则继续判断是否大于门限最大值，如果大于门限最大值则上报铂电阻短路，以此判断铂电阻自检是否正常；
如果读取的采集电压值处于最小门限和最大门限中间，则根据采集到的铂电阻电压值计算出具体温度，实现铂电阻温度测量。
(三)有益效果
上述技术方案所提供的具备快速自检功能的铂电阻温度测量仪器，铂电阻自检正常后通过感知外部温度变化，产生电压变化，最后通过采集电路采集到的具体电压值来反映温度的具体值，以此来实现温度测量的目的。
附图说明
图1是铂电阻自检装置示意图。
图2是铂电阻快速自检判断流程图。
具体实施方式
为使本发明的目的、内容、和优点更加清楚，下面结合附图和实施例，对本发明的具体实施方式作进一步详细描述。
参照图1所示，本发明测量仪器包括：铂电阻温度传感器、电流桥放大电路、A/D采集电路和FPGA；铂电阻是一种精密电阻，其阻值随温度变化而变化，根据系统的正常温度范围可以计算出铂电阻在该温度区间内的正常电阻变化值，通过电流桥放大电路放大，A/D采集电路采集转换得到所采集区域的电压变化值，电压变化值传送至FPGA处理进行处理。
FPGA包括电压采集模块、失效判断模块和温度采集模块；电压采集模块采集A/D采集转换后的电压值，由失效判断模块对该电压值和门限正常电压进行比较，据此判断铂电阻是否出现短路或断路失效，在铂电阻正常的情况下，由温度采集模块将电压变化值转换为温度变化值，作为测量结果。
如果铂电阻出现短路或断路失效，电流桥放大电路将会出现电流桥臂电压不平衡，通过放大后会产生一个异常电压，FPGA读取A/D采集转换后的电压值与门限正常电压进行比较可以判断出铂电阻是否出现短路或断路失效，通过该值可以快速自检判断铂电阻是否正常。
如果铂电阻短路失效，电流桥放大电路将会采不到电压，通过放大后会产生一个最大负值电压，FPGA读取A/D采集转换后的电压值与门限最小电压进行比较可以判断出铂电阻是否出现短路失效。
如果电压变化值与门限正常电压范围内，表明铂电阻正常，自检成功。
然后进行正常的测量过程，FPGA将电压变化值转换为温度变化值，作为测量结果。
参照图2所示，基于上述测量仪器，本发明铂电阻温度测量方法包括以下步骤：
步骤一
系统上电，电流桥放大电路对采集到的电压信号进行滤波放大；
步骤二
启动A/D采集转换，A/D采集转换结束后读取采集到的电压值，判断采集到的电压值是否小于门限最小值，如果小于门限最小值则上报铂电阻开路，如果不小于则继续判断是否大于门限最大值，如果大于门限最大值则上报铂电阻短路，以此判断铂电阻自检是否正常。
如果读取的采集电压值处于最小门限和最大门限中间，则根据采集到的铂电阻电压值计算出具体温度，以此实现铂电阻温度测量的目的。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以做出若干改进和变形，这些改进和变形也应视为本发明的保护范围。

Claims (6)

1.一种具备快速自检功能的铂电阻温度测量仪器，其特征在于，包括：铂电阻温度传感器、电流桥放大电路、A/D采集电路和FPGA；铂电阻是一种精密电阻，其阻值随温度变化而变化，根据系统的正常温度范围可以计算出铂电阻在该温度区间内的正常电阻变化值，通过电流桥放大电路放大，A/D采集电路采集转换得到所采集区域的电压变化值，电压变化值传送至FPGA进行处理，判断铂电阻是否正常，并在铂电阻正常时进行温度测量。
2.如权利要求1所述的具备快速自检功能的铂电阻温度测量仪器，其特征在于，所述FPGA包括电压采集模块、失效判断模块和温度采集模块；电压采集模块采集A/D采集转换后的电压值，由失效判断模块对该电压值和门限正常电压进行比较，据此判断铂电阻是否出现短路或断路失效，在铂电阻正常的情况下，由温度采集模块将电压变化值转换为温度变化值，作为测量结果。
3.如权利要求2所述的具备快速自检功能的铂电阻温度测量仪器，其特征在于，所述铂电阻出现短路或断路失效时，电流桥放大电路出现电流桥臂电压不平衡，通过放大后产生一个异常电压，FPGA读取A/D采集转换后的电压值与门限正常电压进行比较以判断出铂电阻是否出现短路或断路失效，通过该值快速自检判断铂电阻是否正常。
4.如权利要求3所述的具备快速自检功能的铂电阻温度测量仪器，其特征在于，所述铂电阻短路失效时，电流桥放大电路采不到电压，通过放大后产生一个最大负值电压，FPGA读取A/D采集转换后的电压值与门限最小电压进行比较以判断出铂电阻是否出现短路失效。
5.如权利要求4所述的具备快速自检功能的铂电阻温度测量仪器，其特征在于，所述电压变化值在门限正常电压范围内时，表明铂电阻正常，自检成功。
6.基于权利要求5所述铂电阻温度测量仪器的铂电阻温度测量方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤一：系统上电，电流桥放大电路对采集到的电压信号进行滤波放大；
步骤二：启动A/D采集转换，A/D采集转换结束后读取采集到的电压值，判断采集到的电压值是否小于门限最小值，如果小于门限最小值则上报铂电阻开路，如果不小于门限最小值则继续判断是否大于门限最大值，如果大于门限最大值则上报铂电阻短路，以此判断铂电阻自检是否正常；
如果读取的采集电压值处于最小门限和最大门限中间，则根据采集到的铂电阻电压值计算出具体温度，实现铂电阻温度测量。
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