CN205483039U - 一种高精度检测电路 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种高精度检测电路，包括单片机、温度转换电路和电流转换电路，所述单片机带有转换精度为12位的ADC模块，所述单片机的ADC模块分别与温度转换电路和电流转换电路相连接。本实用新型通过采用带有转换精度为12位的ADC模块的单片机与温度转换电路和电流转换电路进行连接，从而能将外部电流或温度模拟信号转换为数字信号，并大大提高了对电流和温度的检测精度，保证了当外界温度或外界电流发生细小变化时也能进行精确检测。本实用新型可广泛应用于检测领域中。
Description
技术领域
本实用新型涉及电子电路领域，尤其涉及一种高精度检测电路。
背景技术
目前热泵控制所使用的单片机通常为单片机系列单片机，其所自带的ADC模块，转换精度为8位，也就是其最大AD值为28=256，如果输入电压为3.3V，那么它能将3.3V等分为256个等分，每一个等分的电压为0.01289V。可是单片机系列单片机在实际使用中通常会出现以下问题：
当外界温度或外界电流发生0.1℃或0.1A的变化时，转化成电压信号后产生的电压变化甚至都达不到0.01V，对于单片机自带的8位ADC来说，要实现这么高的测量精度明显是难以实现的。
实用新型内容
为了解决上述技术问题，本实用新型的目的是提供一种能提高温度和电流检测精度的一种高精度检测电路。
本实用新型所采取的技术方案是：
一种高精度检测电路，包括单片机、温度转换电路和电流转换电路，所述单片机带有转换精度为12位的ADC模块，所述单片机的ADC模块分别与温度转换电路和电流转换电路相连接。
作为本实用新型的进一步改进，所述温度转换电路包括第一电阻、第二电阻、第一电容、第二电容和感温探头，所述第一电阻的第一端与电源端连接，所述第一电阻的第二端通过感温探头与地相连接，所述第一电阻的第二端通过第一电容与地相连接，所述第一电阻的第二端与第二电阻的第一端连接，所述第二电阻的第二端通过第二电容与地相连接，所述第二电阻的第二端与单片机的ADC模块相连接。
作为本实用新型的进一步改进，所述电流转换电路包括电流电压转换模块、第三电阻、第四电阻、第五电阻、第三电容和第四电容，所述第三电阻的第一端与电流电压转换模块的输出端连接，所述第三电阻的第二端通过第四电阻与地相连接，所述第三电阻的第二端通过第三电容与地相连接，所述第三电阻的第二端与第五电阻的第一端连接，所述第五电阻的第二端通过第四电容与地相连接，所述第五电阻的第二端与单片机的ADC模块相连接。
本实用新型的有益效果是：
本实用新型一种高精度检测电路通过采用带有转换精度为12位的ADC模块的单片机与温度转换电路和电流转换电路进行连接，从而能将外部电流或温度模拟信号转换为数字信号，并大大提高了对电流和温度的检测精度，保证了当外界温度或外界电流发生细小变化时也能进行精确检测。
附图说明
下面结合附图对本实用新型的具体实施方式作进一步说明：
图1是本实用新型一种高精度检测电路的原理方框图；
图2是本实用新型一种高精度检测电路中温度转换电路的电路原理图；
图3是本实用新型一种高精度检测电路中电流转换电路的电路原理图。
具体实施方式
参考图1，本实用新型一种高精度检测电路，包括单片机、温度转换电路和电流转换电路，所述单片机带有转换精度为12位的ADC模块，所述单片机的ADC模块分别与温度转换电路和电流转换电路相连接。
当单片机所自带的ADC模块的转换精度为8位时，也就是其最大AD值为28=256。
如果输入电压为3.3V，那么它能将3.3V等分为256个等分，每一个等分的电压为0.01289V，可以把8位ADC模块比喻为一把可以用来测电压的尺，这个尺的刻度为256个刻度，满量程为3.3V，测量精度为0.01289V。
例如被测电压为2V，那么它就对应了2/0.01289≈155个刻度，即2V电压对应的AD值为155。如果被测电压为2.004V，那么它对应的AD值为2.004/0.1289V≈155个刻度，即2.001V电压对应的AD值依旧为155。因为只能划分为256个等分，每等分精度只能达到0.01289V，因此对于0.004V的变化，8位ADC是检测不到的。
当单片机自带的ADC模块的转换精度为12位时，也就是其最大AD值为212=4096。
如果输入电压为3.3V，那么它能将3.3V等分为4096个等分，每一个等分的电压为0.0008V。同样可以把12位ADC模块比喻为一把可以用来测电压的尺，这个尺的刻度为4096个刻度，满量程为3.3V，测量精度为0.0008V。
如果被测电压为2V，对应的刻度为2/0.0008=2500，即对应的AD值是2500，如果被测电压是2.004V，对应的AD值是2505。对于0.004V的电压变化，12位ADC模块能够很明显的区分。
参考图2，进一步作为优选的实施方式，所述温度转换电路包括第一电阻R1、第二电阻R2、第一电容C1、第二电容C2和感温探头NTC，所述第一电阻R1的第一端与电源端连接，所述第一电阻R1的第二端通过感温探头NTC与地相连接，所述第一电阻R1的第二端通过第一电容C1与地相连接，所述第一电阻R1的第二端与第二电阻R2的第一端连接，所述第二电阻R2的第二端通过第二电容C2与地相连接，所述第二电阻R2的第二端与单片机的ADC模块相连接。
本实施例中，所述第一电阻R1、第二电阻R2为±1%高精度定值电阻，所述感温探头NTC为测量精度为0.1的高精度NTC感温探头NTC。
本实施例中，VCC电源端经过第一电阻R1和外接的感温探头NTC接地，因此第一电阻R1和第一电阻R1分压，A点的电压即感温探头NTC的电压，即B点的电压；A点的电压经过B点传递到单片机的ADC模块，从而单片机根据电压检测得出实时温度值。
根据12位ADC模块的原理，若外接电阻无限大，那么A点的电压将达到最大电压3.3V，该最大电压即对应了最大的AD值4096（即212）。A点的电压变化时，经过AD转换后的AD值也将发生变化。满足计算公式：实际AD值=A点电压/3.3*4096；
当外界温度变化时，A外接的NTC感温探头NTC的电阻值将随之变化，导致A点的分压发生变化。一个确定的温度，对应了一个确定的感温探头NTC电阻值，也即对应了一个确定的A点的电压值，根据公式：实际AD值=A点电压/3.3*4096，也即对应了一个确定的实际AD值。由此可见，相比8位的ADC模块，本实用新型中的12位ADC模块能大大提高温度检测的精度。
参考图3，进一步作为优选的实施方式，所述电流转换电路包括电流电压转换模块、第三电阻R3、第四电阻R4、第五电阻R5、第三电容C3和第四电容C4，所述第三电阻R3的第一端与电流电压转换模块的输出端连接，所述第三电阻R3的第二端通过第四电阻R4与地相连接，所述第三电阻R3的第二端通过第三电容C3与地相连接，所述第三电阻R3的第二端与第五电阻R5的第一端连接，所述第五电阻R5的第二端通过第四电容C4与地相连接，所述第五电阻R5的第二端与单片机的ADC模块相连接。
本实施例中，电流电压转换模块、第三电阻R3、第四电阻R4和GND构成一个回路，C点的电压值即第四电阻R4对C的分压值，满足公式：C点电压值=R4/(R3+R4)；根据ADC模块的原理，一个固定的电压对应一个固定的AD值，当电流发生变化时，C点的电压对应发生变化，一个固定的电流对应一个固定的电压，对应一个固定的AD值。
从上述内容可知，可以很明显的看出12位ADC模块相对8位ADC模块的优势，事实上，对于同相同的测量对象，12位ADC模块的分辨率是8位ADC模块的16倍，能够分辨和捕捉到很微小的模拟量变化。
本实用新型通过将外部的电流、温度模拟信号转化成了ADC模块可识别的电压模拟信号，再由ADC模块转化成单片机可识别的数字信号。当外界温度或外界电流发生0.1℃或0.1A的变化时，转化成电压信号后产生的电压变化甚至都达不到0.01V，对于单片机自带的8位ADC模块来说，要实现这么高的测量精度明显是难以实现的，而对于单片机自带的12位ADC模块来说，要实现这样的测量却是游刃有余，因此采用自带12位ADC模块的单片机能大大提高了对电流和温度的检测精度，实现温度和电流的精确检测。
以上是对本实用新型的较佳实施进行了具体说明，但本实用新型创造并不限于所述实施例，熟悉本领域的技术人员在不违背本实用新型精神的前提下还可做作出种种的等同变形或替换，这些等同的变形或替换均包含在本申请权利要求所限定的范围内。
Claims (3)
1.一种高精度检测电路，其特征在于：包括单片机、温度转换电路和电流转换电路，所述单片机带有转换精度为12位的ADC模块，所述单片机的ADC模块分别与温度转换电路和电流转换电路相连接。
2.根据权利要求1所述的一种高精度检测电路，其特征在于：所述温度转换电路包括第一电阻、第二电阻、第一电容、第二电容和感温探头，所述第一电阻的第一端与电源端连接，所述第一电阻的第二端通过感温探头与地相连接，所述第一电阻的第二端通过第一电容与地相连接，所述第一电阻的第二端与第二电阻的第一端连接，所述第二电阻的第二端通过第二电容与地相连接，所述第二电阻的第二端与单片机的ADC模块相连接。
3.根据权利要求1或2所述的一种高精度检测电路，其特征在于：所述电流转换电路包括电流电压转换模块、第三电阻、第四电阻、第五电阻、第三电容和第四电容，所述第三电阻的第一端与电流电压转换模块的输出端连接，所述第三电阻的第二端通过第四电阻与地相连接，所述第三电阻的第二端通过第三电容与地相连接，所述第三电阻的第二端与第五电阻的第一端连接，所述第五电阻的第二端通过第四电容与地相连接，所述第五电阻的第二端与单片机的ADC模块相连接。
Priority Applications (1)
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| CN201620026134.5U CN205483039U (zh) | 2016-01-11 | 2016-01-11 | 一种高精度检测电路 |
Applications Claiming Priority (1)
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Publications (1)
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Family Applications (1)
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| CN201620026134.5U Active CN205483039U (zh) | 2016-01-11 | 2016-01-11 | 一种高精度检测电路 |
Country Status (1)
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2016
- 2016-01-11 CN CN201620026134.5U patent/CN205483039U/zh active Active
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