CN113176004A - 一种温度测量电路和电机控制器 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种温度测量电路和电机控制器，该测量电路包括温度传感器、电桥电路、第一滤波电路和放大电路以及控制器；温度传感器与被测目标固定，并连接在电桥电路上；电桥电路根据温度传感器的阻值变化输出电压差；第一滤波电路的输入端与电桥电路连接，第一滤波电路的输出端与放大电路连接，放大电路与所述控制器连接。上述温度测量电路的测量精度高，电路抗干扰能力强，尤其适合应用在电磁干扰较大的环境中。
Description
技术领域
本发明属于测量技术领域，特别涉及一种温度测量电路和电机控制器。
背景技术
传统的测温电路中，测温电阻经过分压后直接进行放大，然后将放大后的信号给到单片机，上述测温电路通过线束传输给控制端，由于恶劣的外部环境，会导致传输线束上耦合了很多噪声，这些噪声会导致测量测量精度降低，且电路抗干扰能力差，尤其不适合应用于汽车电机温度测量中。
发明内容
针对上述问题，本发明公开了一种温度测量电路和电机控制器，有效提高测量电路的精度以及抗干扰度，以克服上述问题或者至少部分地解决上述问题。
为了实现上述目的，本发明采用以下技术方案：
本发明一方面提供了一种温度测量电路，所述测量电路包括温度传感器、电桥电路、第一滤波电路和放大电路以及控制器；其中，
所述温度传感器与被测目标固定，并连接在所述电桥电路上；
所述电桥电路根据所述温度传感器的阻值变化输出电压差；
所述第一滤波电路的输入端与所述电桥电路连接，所述第一滤波电路的输出端与所述放大电路连接，所述放大电路与所述控制器连接。
可选的，所述温度传感器为PT系列温度传感器。
可选的，所述第一滤波电路为两级滤波电路，用于对所述电桥电路输出的电压差进行高频滤波和低频滤波。
可选的，所述电桥电路包括串联在电源电路上的第二滤波电路、线性稳压电路和电阻分压电路，所述第二滤波电路与所述电源电路的正极连接，所述电阻分压电路与所述电源电路的负极连接。
可选的，所述电阻分压电路包括电阻R1、温度传感器、电阻R2和电阻R3，所述电阻R1与温度传感器串联，所述电阻R2与电阻R3串联，上述两个串联电路并联。
可选的，所述第一滤波电路的两个输入端分别连接在所述电阻R1和温度传感器之间，以及所述电阻R2和电阻R3之间。
可选的，所述电阻R1和所述电阻R2的电阻值相同，所述电阻R3为基准电阻，其电阻值由测量的最低温度时温度传感器的阻值决定。
可选的，所述第二滤波电路为两级滤波电路，用于对所述电源电路输出的电压进行高频滤波和低频滤波。
可选的，所述被测目标为电机，所述控制器为单片机。
本发明另一方面提供了一种电机控制器，所述电机控制器采用上述任一项所述的测量电路。
本发明的优点及有益效果是：
上述温度测量电路的测量精度高，电路抗干扰能力强，尤其适合应用在电磁干扰较大的环境中。
进一步的，上述方案将电压信号直接进行分压后再做滤波处理以及放大，最后给到控制器。这种信号处理方式，提高了采集精度、电路的抗干扰度，而且将滤波电路放置于电桥后能够减小滤波电路中电感的直流阻抗对分压电路造成的影响，从而能够保证了测量精度。
并且，对电桥电源做了两级滤波和稳压处理，不仅提高了供电源的精度，进而有效的提高了测量精度。
附图说明
通过阅读下文优选实施方式的详细描述，各种其他的优点和益处对于本领域普通技术人员将变得清楚明了。附图仅用于示出优选实施方式的目的，而并不认为是对本发明的限制。而且在整个附图中，用相同的参考符号表示相同的部件。在附图中：
图1为本发明的一个实施例中温度测量电路的结构示意图；
图2为本发明的一个实施例中温度测量电路的具体结构示意图。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明具体实施例及相应的附图对本发明技术方案进行清楚、完整的描述。显然，所描述的实施例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。
应当理解，术语“包括/包含”、“由……组成”或者任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的产品、设备、过程或方法不仅包括那些要素，而且需要时还可以包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种产品、设备、过程或方法所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括/包含……”、“由……组成”限定的要素，并不排除在包括所述要素的产品、设备、过程或方法中还存在另外的相同要素。
还需要理解，术语“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置、部件或结构必须具有特定的方位、以特定的方位构造或操作，不能理解为对本发明的限制。
在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
以下结合附图，详细说明本发明各实施例提供的技术方案。
根据图1所示，本发明实施例公开了一种温度测量电路，该温度测量电路包括温度传感器如PT100温度传感器、包括电源和分压功能的电桥电路、第一滤波电路和放大电路以及控制器。
所述温度传感器与被测目标固定，优选嵌入被测目标内，从而实现对被测目标的精准测量，并连接在所述电桥电路上，可以作为电桥电路内分压电路内的一部分。
该电桥电路可以根据所述温度传感器的阻值变化输出电压差；然后将电压差值输出给所述第一滤波电路，所述第一滤波电路对所述电压差值进行过滤处理，所述第一滤波电路的输出端与所述放大电路连接，而所述放大电路与所述控制器连接，从而利用所述控制器接收并确定所述温度传感器的温度值。
该实施例通过设置电桥电路提高分压的精度，尤其是，将第一滤波电路放置于电桥电路后能够减小滤波电路中直流阻抗对分压电路造成的影响，从而能够保证了测量精度。
在一个或一些具体的实施例中，所述温度传感器为PT系列温度传感器，优选为PT100温度传感器。
PT100温度传感器主要包括热电偶，是一种将温度变量转换为可传送的标准化输出信号的仪表。主要用于工业过程温度参数的测量和控制。带传感器的变送器通常由两部分组成：传感器和信号转换器。传感器主要是热电偶或热电阻；信号转换器主要由测量单元、信号处理和转换单元组成(由于工业用热电阻和热电偶分度表是标准化的，因此信号转换器作为独立产品时也称为变送器)。
在一个优选的实施例中，所述第一滤波电路为两级滤波电路，用于对所述电桥电路输出的电压差进行高频滤波和低频滤波，该两级滤波电路可以根据现有的设计电路实现，在此不再赘述。
在一个实施例中，结合图2所示，所述电桥电路包括串联在所述电源电路上的第二滤波电路、线性稳压电路和电阻分压电路，所述第二滤波电路与所述电源电路的正极连接，所述电阻分压电路与所述电源电路的负极连接。
在该实施例中，通过对电桥电源做了两级滤波和稳压处理，不仅提高了供电源的精度，进而有效的提高了测量精度。
具体的，继续参见图2，所述电阻分压电路包括电阻R1、温度传感器、电阻R2和电阻R3，所述电阻R1与温度传感器串联，所述电阻R2与电阻R3串联，上述两个串联电路并联。所述第一滤波电路的两个输入端分别连接在所述电阻R1和温度传感器之间，以及所述电阻R2和电阻R3之间。
优选的，所述电阻R1和所述电阻R2的电阻值相同，所述电阻R3的电阻值与所述温度传感器的基准电阻值相同。
在一个实施例中，所述第二滤波电路为两级滤波电路，用于对所述电源电路输出的电压进行高频滤波和低频滤波。
优选的，所述被测目标为电机，所述控制器为单片机。
继续参见图2，上述的实施例中，当PT100的电阻值等于R3的电阻值时，①和②点的电压为零；当PT100的电阻值随温度变化时，①点和②点会出电压差，该电压信号经过滤波和放大到达单片机，从而实现温度的测量。并且上述方案中对电桥电源做了的两级的滤波和稳压处理，不仅提高了供电源的精度，而且提高了电源电路的抗干扰度。
由于PT100由电机端进入到控制器后，没有经过任何滤波电路，直接接到电桥中，所以不存在其他部分电路的直流阻抗与电桥桥臂的电阻串联，从而保证了桥臂电阻分压的准确性，且控制器外部引入的干扰信号可由电桥后的滤波电路滤除掉。根据运算放大器“虚短”、“虚断”的原则，可知I2≈0，则滤波电路中的直流阻抗不会有压降，因此不会影响电路的测量精度。
本发明另一方面的实施例还公开了一种电机控制器，该电机控制器采用上述任一项所述的温度测量电路。
以上所述仅为本发明的实施方式，并非用于限定本发明的保护范围。凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换、改进、扩展等，均包含在本发明的保护范围内。
Claims (10)
1.一种温度测量电路，其特征在于，所述温度测量电路包括温度传感器、电桥电路、第一滤波电路和放大电路以及控制器；其中，
所述温度传感器与被测目标固定，并连接在所述电桥电路上；
所述电桥电路根据所述温度传感器的阻值变化输出电压差；
所述第一滤波电路的输入端与所述电桥电路连接，所述第一滤波电路的输出端与所述放大电路连接，所述放大电路与所述控制器连接。
2.根据权利要求1所述的温度测量电路，其特征在于，所述温度传感器为PT系列温度传感器。
3.根据权利要求1所述的温度测量电路，其特征在于，所述第一滤波电路为两级滤波电路，用于对所述电桥电路输出的电压差进行高频滤波和低频滤波。
4.根据权利要求1所述的温度测量电路，其特征在于，所述电桥电路包括串联在电源电路上的第二滤波电路、线性稳压电路和电阻分压电路，所述第二滤波电路与所述电源电路的正极连接，所述电阻分压电路与所述电源电路的负极连接。
5.根据权利要求4所述的温度测量电路，其特征在于，所述电阻分压电路包括电阻R1、温度传感器、电阻R2和电阻R3，所述电阻R1与温度传感器串联，所述电阻R2与电阻R3串联，上述两个串联电路并联。
6.根据权利要求5所述的温度测量电路，其特征在于，所述第一滤波电路的两个输入端分别连接在所述电阻R1和温度传感器之间，以及所述电阻R2和电阻R3之间。
7.根据权利要求5所述的温度测量电路，其特征在于，所述电阻R1和所述电阻R2的电阻值相同，所述电阻R3为基准电阻，其电阻值由测量的最低温度时温度传感器的阻值决定。
8.根据权利要求4所述的温度测量电路，其特征在于，所述第二滤波电路为两级滤波电路，用于对所述电源电路输出的电压进行高频滤波和低频滤波。
9.根据权利要求1所述的温度测量电路，其特征在于，所述被测目标为电机，所述控制器为单片机。
10.一种电机控制器，其特征在于，所述电机控制器采用权利要求1-9任一项所述的温度测量电路。
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