CN202229858U - 一种热电阻传感器的断线检测电路 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种热电阻传感器的断线检测电路，其中，所述断线检测电路包括：恒流源、模数转换器和开关，所述恒流源、模数转换器通过开关连接热电阻传感器。通过本实用新型的热电阻传感器的断线检测电路能够准确地检测出热电阻传感器每根信号线的断线情况，可以很好地解决热电阻传感器发生断线时不能识别出错误数据的问题，从而保证数据的正确性。
Description
技术领域
本实用新型涉及电路领域，特别涉及一种热电阻传感器的断线检测电路。
背景技术
热电阻测温是基于金属导体的电阻值随温度的增加而增加这一特性来进行温度测量的。热电阻传感器主要是利用电阻值随温度变化而变化这一特性来测量温度及与温度有关的参数。在温度检测精度要求比较高的场合，这种传感器比较适用。目前较为广泛的热电阻材料为铂、铜、镍等，它们具有电阻温度系数大、线性好、性能稳定、使用温度范围宽、加工容易等特点。用于测量-200℃～+500℃范围内的温度。
现有技术的热电阻传感器可以分为2线、3线和4线，当传感器的某根线或多根线发生断线时，ADC转换器转换的值会出错，从而导致换算出来的温度错误。
而现有技术的热电阻传感器的测温电路却没有断线检测部分，当热电阻传感器发生故障时，由于无法判断当前热电阻传感器的线路是否正常，因此ADC转换出来的结果无法判断是否为正常值，影响着用户的使用。
有鉴于此，需要一种能够检测出热电阻传感器哪根信号线断线的断线检测电路。
实用新型内容
鉴于上述现有技术的不足之处，本实用新型的目的在于提供一种热电阻传感器的断线检测电路，以解决现有技术的热电阻传感器的测温电路没有断线检测部分的问题。
为了达到上述目的，本实用新型采取了以下技术方案：
一种热电阻传感器的断线检测电路，用于对热电阻传感器进行断线检测，其中，所述热电阻传感器的断线检测电路包括：
一用以提供所述断线检测电路所需电流的恒流源；
一模数转换器；
一开关；
所述恒流源、模数转换器通过开关连接热电阻传感器。
所述的热电阻传感器的断线检测电路，其中：
所述热电阻传感器为4线制热电阻传感器，其包括第一正端子、第二正端子、第一负端子和第二负端子，
所述开关包括第一开关、第二开关、第三开关、第四开关、第五开关、第六开关和第七开关；
所述恒流源的一端通过第一开关连接第一正端子，另一端通过第四开关连接第一负端子；所述模数转换器的一端通过第二开关连接第二正端子，另一端通过第三开关连接第二负端子；所述第一正端子和第二正端子之间通过第五开关相连；所述第一负端子和第二负端子之间通过第六开关相连；所述第二正端子和第一负端子之间通过第七开关相连。
所述的热电阻传感器的断线检测电路，其中：所述开关为机械开关。
所述的热电阻传感器的断线检测电路，其中：所述开关为电子开关。
所述的热电阻传感器的断线检测电路，其中：所述恒流源与热电阻传感器之间和模数转换器与热电阻传感器之间采用相同长度材质的导线连接。
本实用新型提供的热电阻传感器的断线检测电路，其中，所述断线检测电路包括：恒流源、模数转换器和开关，所述恒流源、模数转换器通过开关连接热电阻传感器。通过本实用新型的热电阻传感器的断线检测电路能够准确地检测出热电阻传感器每根信号线的断线情况，可以很好地解决热电阻传感器发生断线时不能识别出错误数据的问题，从而保证数据的正确性。
附图说明
图1为本实用新型实施例的热电阻传感器的断线检测电路的示意图。
图2为本实用新型实施例的热电阻传感器的断线检测电路测量I+、I-两线的电路原理图。
图3为本实用新型实施例的热电阻传感器的断线检测电路测量M+、M-两线的电路原理图。
图4为本实用新型实施例的热电阻传感器的断线检测电路测量I+、M+两线的电路原理图。
图5为本实用新型实施例的热电阻传感器的断线检测电路测量M-、I-两线的电路原理图。
具体实施方式
本实用新型提供了一种热电阻传感器的断线检测电路。为使本实用新型的目的、技术方案及效果更加清楚、明确，以下参照附图并举实例对本实用新型进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。
本实用新型提供的热电阻传感器的断线检测电路包括：恒流源、模数转换器和开关，所述恒流源、模数转换器通过开关连接热电阻传感器。所述热电阻传感器可以为2线制热电阻传感器、3线制热电阻传感器或是4线制热电阻传感器。为了便于描述，下面以4线制热电阻传感器为例来说明本实用新型的热电阻传感器的断线检测电路。（其余2线制热电阻传感器、3线制热电阻传感器可以等同变换实现）
请参阅图1，图1为本实用新型实施例的热电阻传感器的断线检测电路的示意图。如图所示，所述热电阻传感器的断线检测电路包括：恒流源（图中未画出）、ADC（模数转换器，图中未画出）和开关(可以为机械开关和电子开关)。其中，所述热电阻传感器进一步包括第一正端子ADC_I+、第二正端子ADC+、第一负端子ADC_I-和第二负端子ADC-；所述开关包括第一开关K1、第二开关K2、第三开关K3、第四开关K4、第五开关K5、第六开关K6和第七开关K7。
具体来说，所述恒流源的一端通过第一开关K1连接第一正端子ADC_I+，另一端通过第四开关K4连接第一负端子ADC_I-；所述模数转换器的一端通过第二开关K2连接第二正端子子ADC+，另一端通过第三开关K3连接第二负端子ADC-；所述第一正端子ADC_I+和第二正端子ADC+之间通过第五开关K5相连；所述第一负端子ADC_I-和第二负端子ADC-之间通过第六开关K6相连；所述第二正端子ADC+和第一负端子ADC_I-之间通过第七开关K7相连。。
在利用所述热电阻传感器进行温度检测时，第一开关K1、第二开关K2、第三开关K3、第四开关K4闭合使线路导通，在I+、I-两点施加一个恒流源，并用ADC（模数转换器）转换M+，M-两点的电压，通过换算，转换成温度。当传感器的4根信号线有任何一根出现断线时则会发生ADC采集的电压错误，从而导致转换出的温度计算错误。通常在进行温度换算之前要进行一次线路检测，以确保ADC采集的电压信号为正确信号。
下面就分别以每两条线路之间进行一次检测，来详细说明本实用新型的热电阻传感器的断线检测电路的原理的。
请参阅图2，图2为本实用新型实施例的热电阻传感器的断线检测电路测量I+、I-两线（其对应的是第一正端子和第一负端子所在的两条线）的电路原理图。如图所示，在这时，第一开关K1、第四开关K4、第五开关K5和第六开关K6闭合（图中直接示意了开关闭合的效果图，下面图3、4、5采用相同处理方式），恒流源按图中所示路径流过在RTD的I+，I-,并在I+，I-上面产生一个电压（例如为5V）。通过调整恒流源的电流大小，使在RTD的最大量程内，恒流源所产生的电压小于恒流源的电源电压。ADC通过检测I+，I-上面的电压，计算比较转换值，可以确定I+、I-两者有无断线：如果两者断线，则I+、I-两点之间的电压还是5V。
请继续参阅图3，图3为本实用新型实施例的热电阻传感器的断线检测电路测量M+、M-两线（其对应的是第二正端子和第二负端子所在的两条线）的电路原理图。如图所示，所述第二开关K2、第三开关K3、第五开关K5和第六开关K6闭合，根据上面的原理，可以判断M+、M-两线有无断线。
请继续参阅图4，图4为本实用新型实施例的热电阻传感器的断线检测电路测量I+、M+两线（其对应的是第二正端子和第一正端子所在的两条线）的电路原理图。如图所示，所述第一开关K1、第七开关K7、第四开关K4、第五开关K5和第六开关开六闭合，根据上面的原理，可以判断I+、M+两线之间有无断线。
请继续参阅图5，图5为本实用新型实施例的热电阻传感器的断线检测电路测量I-、M-两线（其对应的是第二负端子和第一负端子所在的两条线）的电路原理图。如图所示，第二开关K2、第三开关K3、第五开关K5、第六开关K6和第七开关K7闭合，同理可以确定M-、I-两者有无断线。
综上所示，通过以上4个组合后就可以分别确定出热电阻传感器的4根线的断线情况。如果无断线情况，控制器进行正常的RTD温度测量转换，这样可以确保温度转换的结果有效。如果有断线情况，控制器将做出错误指示，并进行相应的处理。
进一步地，为了保证电路的对称性，所述恒流源与热电阻传感器之间和模数转换器与热电阻传感器之间采用相同长度材质的导线连接。
本实用新型提供的热电阻传感器的断线检测电路，其包括：恒流源、模数转换器、包括第一正端子、第二正端子、第一负端子和第二负端子的热电阻传感器和开关，所述恒流源的一端通过第一开关连接第一正端子，另一端通过第四开关连接第一负端子；所述模数转换器的一端通过第二开关连接第二正端子，另一端通过第三开关连接第二负端子；所述第一正端子和第二正端子之间通过第五开关相连；所述第一负端子和第二负端子之间通过第六开关相连；所述第二正端子和第一负端子之间通过第七开关相连。通过本实用新型的热电阻传感器的断线检测电路能够准确地检测出热电阻传感器每根信号线的断线情况，可以很好地解决热电阻传感器发生断线时不能识别出错误数据的问题，从而保证数据的正确性。
可以理解的是，对本领域普通技术人员来说，可以根据本实用新型的技术方案及其实用新型构思加以等同替换或改变，而所有这些改变或替换都应属于本实用新型所附的权利要求的保护范围。
Claims (5)
1.一种热电阻传感器的断线检测电路，用于对热电阻传感器进行断线检测，其特征在于，所述热电阻传感器的断线检测电路包括：
一用以提供所述断线检测电路所需电流的恒流源；
一模数转换器；
一开关；
所述恒流源、模数转换器通过开关连接热电阻传感器。
2.根据权利要求1所述的热电阻传感器的断线检测电路，其特征在于：
所述热电阻传感器为4线制热电阻传感器，其包括第一正端子、第二正端子、第一负端子和第二负端子，
所述开关包括第一开关、第二开关、第三开关、第四开关、第五开关、第六开关和第七开关；
所述恒流源的一端通过第一开关连接第一正端子，另一端通过第四开关连接第一负端子；所述模数转换器的一端通过第二开关连接第二正端子，另一端通过第三开关连接第二负端子；所述第一正端子和第二正端子之间通过第五开关相连；所述第一负端子和第二负端子之间通过第六开关相连；所述第二正端子和第一负端子之间通过第七开关相连。
3.根据权利要求1所述的热电阻传感器的断线检测电路，其特征在于：所述开关为机械开关。
4.根据权利要求1所述的热电阻传感器的断线检测电路，其特征在于：所述开关为电子开关。
5.根据权利要求1所述的热电阻传感器的断线检测电路，其特征在于：所述恒流源与热电阻传感器之间和模数转换器与热电阻传感器之间采用相同长度材质的导线连接。
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| CN2011203438166U CN202229858U (zh) | 2011-09-14 | 2011-09-14 | 一种热电阻传感器的断线检测电路 |
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| CN105339769A (zh) * | 2013-06-28 | 2016-02-17 | Pr电子股份公司 | 用于断线检测的系统和方法 |
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