CN206695925U - 一种多路rtd热电阻测量模块 - Google Patents
一种多路rtd热电阻测量模块 Download PDFInfo
- Publication number
- CN206695925U CN206695925U CN201720333238.5U CN201720333238U CN206695925U CN 206695925 U CN206695925 U CN 206695925U CN 201720333238 U CN201720333238 U CN 201720333238U CN 206695925 U CN206695925 U CN 206695925U
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- rtd
- road
- multichannel
- fpga
- signal
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Fee Related
Links
Landscapes
- Measurement Of Resistance Or Impedance (AREA)
Abstract
本实用新型公开了一种多路RTD热电阻测量模块，包括12路RTD信号调理电路、跟随器、A/D转换电路、数字隔离电路、FPGA、以及CPU。所述12路RTD信号调理电路为三线制；所述A/D转换电路对所述12路信号逐路进行数模转换；转换后的信号通过所述数字隔离电路发送给所述FPGA,所述FPGA用于消除所述RTD热电阻的线性误差；所述FPGA和所述CPU交互通信。本实用新型电路精简、完全隔离式设计，能够补偿线路电阻，测量高精度，并且参数校准简单。
Description
技术领域
本实用新型涉及工业控制热电阻温度测量技术领域，尤其涉及一种多路RTD 热电阻测量模块。
背景技术
热电阻传感器是一种随环境温度变化而变化的温度传感器，工业现场热电阻多采用三线制的接线方法。目前热电阻测量方法有平衡电桥法、恒压法和恒流源法。恒流源法又有双恒流源和单恒流源法。
平衡电桥法虽使温度误差得到了一定的补偿，但线路电阻影响依旧。恒压法电路简单，成本低，但参数校准较为复杂，且用到微型继电器，触点的导通电阻影响测量精度，且未有隔离电路。
双恒流源法的测量精度是建立在二个恒利源电流一致性很好的基础上的，随着时间的推移和周围环境条件温度的变化，必然要影响到它们的一致性，从而产生误差。
实用新型内容
有鉴于现有技术的上述缺陷，本实用新型提供一种多路RTD热电阻测量模块，电路精简、完全隔离式设计，能够补偿线路电阻，进行高精度测量，并且参数校准简单。
为实现上述目的，本实用新型提供了一种多路RTD热电阻测量模块，所述多路RTD热电阻测量模块包括12路RTD信号调理电路、跟随器、A/D转换电路、数字隔离电路、FPGA(Field－Programmable Gate Array，现场可编程门阵列)、以及CPU；
所述12路RTD信号调理电路为三线制，用于消除导线电阻的影响；
所述12路RTD信号调理电路输出的12路信号共用所述A/D转换电路，所述A/D转换电路一次只能测量1路信号，通过所述跟随器对所述12路信号进行采样切换和处理；
所述A/D转换电路用于对所述12路信号逐路进行数模转换；转换后的所述信号通过所述数字隔离电路进行隔离处理后发送给所述FPGA，所述FPGA 用于消除所述RTD热电阻的线性误差；所述FPGA和所述CPU交互通信。
在本实用新型的较佳实施方式中，所述跟随器包括光耦继电器切换电路和放大电路。
在本实用新型的另一较佳实施方式中，所述A/D转换电路为16位的 ADS8320芯片。
在本实用新型的较佳实施方式中，所述RTD热电阻的输入范围是80Ω-299Ω。
在本实用新型的另一较佳实施方式中，所述12路RTD信号调理电路的基准电压2.5V由基准电压源ADR361A产生，激励电流为1.05mA左右。
在本实用新型的较佳实施方式中，所述12路RTD信号调理电路的电阻均采用25ppm/℃电阻。
本实用新型公开的12路RTD信号调理有益效果如下：
(1)数据与电源相互隔离，具有出色的高电压耐受性，同时还能有效避免恶劣工业环境下常见的接地环路干扰问题；
(2)电子元器件减少，降低加工成本，选择的器件集成度高，PCB布线简单；
(3)热电阻三根导线中，只要电阻两端的导线电阻满足要求，并接的第三根导线电阻对精度测量无任何影响。
以下将结合附图对本实用新型的构思、具体结构及产生的技术效果作进一步说明，以充分地了解本实用新型的目的、特征和效果。
附图说明
图1是本实用新型的一个较佳实施例的多路RTD热电阻测量模块的结构示意框图。
图2是本实用新型的一个较佳实施例的12路RTD信号调理电路的结构示意图。
具体实施方式
如图1所示，一种多路RTD热电阻测量模块，包括12路RTD信号调理电路、跟随器、A/D转换电路、数字隔离电路、FPGA(Field－Programmable Gate Array，现场可编程门阵列)、以及CPU。
所述12路RTD信号调理电路为三线制，用于消除导线电阻的影响，如图 2所示，
U1＝I*(r1+r2+Rp)+VR；
U2＝I*r3+VR；
其中，I＝恒流源输出电流；r1＝r2＝r3＝r为导线电阻；Rp为热电阻PT100阻值；VR为恒压源；
由上述两式可得I*Rp＝U1-2U2+2VR；
可见热电阻PT100两端电压与导线电阻无关，完全消除导线电阻的影响。
基准电压是通过ADR361A基准电压源产生2.5V，然后通过电阻分频产生 100mv的基准，进而产生1.05mA左右的激励电流。RTD热电阻的输入范围是 80Ω-299Ω(温度范围-50.78℃-+537.34℃),确保转换至兼容ADC输入范围 (0V-2.5V)的电压电平。应选择合适的电阻值。为确保电阻温度系数对测量误差的影响，图2中的电阻均采用25ppm/℃电阻。有源元件产生的误差可忽略。
所述12路信号共用所述A/D转换电路，需要切换采样信号，一次所只能测量1路信号，为避免模拟电子开关带来的导通电阻，在所述12路RTD信号调理电路的Vinx+和Vinx-处增加跟随器，其中，x为第x通道，确保测量回路中无导通电阻的影响。通过所述跟随器对所述12路信号进行采样切换和处理，所述跟随器包括光耦继电器切换电路和放大电路。
为提高测量精度，所述A/D转换器选择16位的ADS8320。
所述数字隔离电路在所述AD8320芯片和所述FPGA之间提供2.5KVrms的电压隔离，使用三条数据线用来连接所述AD8320的SCLK,/CS,和DOUT，改变了以往用三个光耦进行隔离的方式，精简了电路和布线。
本实施例数据与电源相互隔离，具有出色的高电压耐受性，同时还能有效避免恶劣工业环境下常见的接地环路干扰问题；电子元器件减少，降低加工成本，选择的器件集成度高，PCB布线简单；热电阻三根导线中，只要电阻两端的导线电阻满足要求，并接的第三根导线电阻对精度测量无任何影响。
以上详细描述了本实用新型的较佳具体实施例。应当理解，本领域的普通技术人员无需创造性劳动就可以根据本实用新型的构思作出诸多修改和变化。因此，凡本技术领域中技术人员依本实用新型的构思在现有技术的基础上通过逻辑分析、推理或者有限的实验可以得到的技术方案，皆应在由权利要求书所确定的保护范围内。
Claims (6)
1.一种多路RTD热电阻测量模块，其特征在于，所述多路RTD热电阻测量模块包括12路RTD信号调理电路、跟随器、A/D转换电路、数字隔离电路、FPGA、以及CPU；
所述12路RTD信号调理电路为三线制，用于消除导线电阻的影响；
所述12路RTD信号调理电路输出的12路信号共用所述A/D转换电路，所述A/D转换电路一次只能测量1路信号，通过所述跟随器对所述12路信号进行采样切换和处理；
所述A/D转换电路用于对所述12路信号逐路进行数模转换；转换后的信号通过所述数字隔离电路进行隔离处理后发送给所述FPGA,所述FPGA用于消除所述RTD热电阻的线性误差；所述FPGA和所述CPU交互通信。
2.如权利要求1所述的多路RTD热电阻测量模块，其特征在于，所述跟随器包括光耦继电器切换电路和放大电路。
3.如权利要求1所述的多路RTD热电阻测量模块，其特征在于，所述A/D转换电路为16位的ADS8320芯片。
4.如权利要求2所述的多路RTD热电阻测量模块，其特征在于，所述RTD热电阻的输入范围是80Ω-299Ω。
5.如权利要求2所述的多路RTD热电阻测量模块，其特征在于，所述12路RTD信号调理电路的基准电压2.5V由基准电压源ADR361A产生，激励电流为1.05mA左右。
6.如权利要求2所述的多路RTD热电阻测量模块，其特征在于，所述12路RTD信号调理电路的电阻均采用25ppm/℃电阻。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201720333238.5U CN206695925U (zh) | 2017-03-31 | 2017-03-31 | 一种多路rtd热电阻测量模块 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201720333238.5U CN206695925U (zh) | 2017-03-31 | 2017-03-31 | 一种多路rtd热电阻测量模块 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN206695925U true CN206695925U (zh) | 2017-12-01 |
Family
ID=60440480
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN201720333238.5U Expired - Fee Related CN206695925U (zh) | 2017-03-31 | 2017-03-31 | 一种多路rtd热电阻测量模块 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN206695925U (zh) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN111256862A (zh) * | 2020-03-31 | 2020-06-09 | 西安微电子技术研究所 | 一种高精度自标校智能温度采集和控制电路 |
| CN114112082A (zh) * | 2021-12-01 | 2022-03-01 | 浙江浙大中控信息技术有限公司 | 热电阻测量电路及其温度补偿方法 |
-
2017
- 2017-03-31 CN CN201720333238.5U patent/CN206695925U/zh not_active Expired - Fee Related
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN111256862A (zh) * | 2020-03-31 | 2020-06-09 | 西安微电子技术研究所 | 一种高精度自标校智能温度采集和控制电路 |
| CN114112082A (zh) * | 2021-12-01 | 2022-03-01 | 浙江浙大中控信息技术有限公司 | 热电阻测量电路及其温度补偿方法 |
| CN114112082B (zh) * | 2021-12-01 | 2023-09-22 | 浙江中控信息产业股份有限公司 | 热电阻测量电路及其温度补偿方法 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN101498749B (zh) | 一种精密电阻测量装置和方法 | |
| CN202075059U (zh) | 新型铂电阻温度测量模块 | |
| CN102749520B (zh) | 一种基于pxi总线的多通道高精度铂热电阻模拟板 | |
| CN203241165U (zh) | 一种基于三线制的热电阻测温电路 | |
| CN112557987A (zh) | 一种电流测量校准系统及方法 | |
| CN206695925U (zh) | 一种多路rtd热电阻测量模块 | |
| CN106918795A (zh) | 基于fpga的高精度电阻校准系统及采用该系统实现的电阻校准方法 | |
| CN102025364A (zh) | 采用数字化隔离和调理技术的模拟量输入电路 | |
| CN101828100B (zh) | 流量计中的温度测量电路 | |
| CN107505061B (zh) | 一种双电流源的铂电阻测温装置 | |
| CN102809443A (zh) | 一种温度测量方法及电路 | |
| CN105300269B (zh) | 一种无线精密应变测量装置和一种无线精密应变测量方法 | |
| CN102478422A (zh) | 一种零漂模拟校准方法及装置 | |
| CN102012279A (zh) | 一种双恒流源的热电阻温度测量系统 | |
| CN107687905B (zh) | 一种铂电阻温度采集装置 | |
| CN201421653Y (zh) | 一种无线数据采集器 | |
| CN108204865A (zh) | 工业仪表、工控系统以及rtd 测温方法 | |
| CN111207851A (zh) | 一种六线制分离式惠斯通电桥测温结构及方法 | |
| CN202171514U (zh) | 一种利用双恒流源三线测量温度铂电阻的电路 | |
| CN105527036A (zh) | 基于cmc的智能温度变送器 | |
| CN203479906U (zh) | 一种四线制Pt100电阻测量电路 | |
| CN210835059U (zh) | 一种用于测试设备的nA级电流测量系统 | |
| CN205483303U (zh) | 基于cmc的智能温度变送器 | |
| CN211085507U (zh) | 一种采用gpio控制的单adc多路温度监测电路 | |
| CN101726657B (zh) | 用于电压信号的测量与转换装置 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| GR01 | Patent grant | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee |
Granted publication date: 20171201 |
|
| CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee |