CN207585792U - 热电阻的信号调理电路以及具有其的温度检测装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种热电阻的信号调理电路以及具有其的温度检测装置,所述热电阻的信号调理电路包括:恒流源模块,所述恒流源模块与所述热电阻的第一端相连,所述热电阻的第二端接地,所述恒流源模块用于输出电流信号至所述热电阻,以使所述热电阻两端的电压与所述热电阻的电阻值正相关;信号处理模块,所述信号处理模块与所述热电阻的第一端相连,所述信号处理模块用于根据所述热电阻两端的电压输出电压信号,以根据所述电压信号获取所述待测点的温度。由此,可将热电阻的电阻信号直接转换为电压信号,并直接接入模数转换器转换成数字信号,从而提高了测量精度,降低了硬件成本。
Description
技术领域
本实用新型涉及检测领域,特别涉及一种热电阻的信号调理电路和一种温度检测装置。
背景技术
相关技术中,应用于工业自动化领域的控制设备通常将温度仪表热电阻信号调理成4-20mA电流信号,再把4-20mA电流信号转换成电压信号输入给处理器。但是,相关技术存在的问题是,采用电阻转电流,电流再转电压的信号转换方式,降低了信号测量精度,增加了硬件成本。
因此,需要对热电阻的信号调理技术进行改进。
实用新型内容
本实用新型旨在至少在一定程度上解决相关技术中的技术问题之一。为此,本实用新型的一个目的在于提出一种热电阻的信号调理电路,提高信号测量精度,降低硬件成本。
本实用新型的另一目的在于提出一种温度检测装置。
为达到上述目的,本实用新型一方面提出了一种热电阻的信号调理电路,所述热电阻用于测量待测点的温度,所述信号调理电路包括:恒流源模块,所述恒流源模块与所述热电阻的第一端相连,所述热电阻的第二端接地,所述恒流源模块用于输出电流信号至所述热电阻,以使所述热电阻两端的电压与所述热电阻的电阻值正相关;信号处理模块,所述信号处理模块与所述热电阻的第一端相连,所述信号处理模块用于根据所述热电阻两端的电压输出电压信号,以根据所述电压信号获取所述待测点的温度。
根据本实用新型提出的热电阻的信号调理电路,通过恒流源模块对热电阻提供恒定电流,以使热电阻两端的电压与热电阻的电阻值正相关,然后信号处理模块根据热电阻两端的电压输出电压信号,以根据电压信号获取待测点的温度。由此,可将热电阻的电阻信号直接转换为电压信号,并直接接入模数转换器转换成数字信号,从而提高了测量精度,降低了硬件成本。
进一步地,所述恒流源模块包括:第一电阻、第二电阻和第三电阻;第一运算放大器,所述第一运算放大器的正输入端通过所述第一电阻与第一预设电源相连,所述第一运算放大器的负输入端通过所述第二电阻接地,所述第一运算放大器的输出端通过所述第三电阻与所述第一运算放大器的负输入端相连;电阻单元和第四电阻;第二运算放大器,所述第二运算放大器的正输入端通过所述电阻单元与所述第一运算放大器的输出端相连,所述第二运算放大器的输出端与所述第二运算放大器的负输入端相连后通过所述第四电阻与所述第一运算放大器的正输入端相连;其中,所述第二运算放大器的正输入端与所述电阻单元之间具有第一节点,所述第一节点与所述热电阻的第一端相连。
进一步地,所述热电阻的信号调理电路根据所述热电阻的型号选择所述电阻单元的电阻值,以调整所述恒流源模块输出的电流信号的电流值,以使所述电压信号保持在预设电压范围。
进一步地,当所述恒流源模块输出的电流信号的电流值包括第一电流值和第二电流值时,所述电阻单元包括:选择开关,所述选择开关具有第一路径和第二路径,所述第一路径的一端和所述第二路径的一端均与所述第一运算放大器的输出端相连;第五电阻,所述第五电阻的一端与所述第一路径的另一端相连,所述第五电阻的另一端与所述第二运算放大器的正输入端相连,第六电阻,所述第六电阻的一端与所述第二路径的另一端相连,所述第六电阻的另一端与所述第二运算放大器的正输入端相连;其中,当所述第一路径导通且所述第二路径断开时,所述恒流源模块输出第一电流值的电流信号,当所述第一路径断开且所述第二路径导通时,所述恒流源模块输出第二电流值的电流信号。
进一步地,所述热电阻的信号调理电路,当所述第六电阻的电阻值与N倍的所述第五电阻的电阻值相等时,所述第一电流值与N倍的所述第二电流值相等。
进一步地,所述信号处理模块包括:导线电阻消除单元,所述导线电阻消除单元与所述热电阻的第一端相连,所述导线电阻消除单元用于消除连接于所述热电阻的导线的电阻,并根据所述热电阻两端的电压输出电压信号。
进一步地,所述热电阻的第一端具有第一接线端子和第二接线端子,所述热电阻的第二端具有第三接线端子,所述导线电阻消除单元包括:第三运算放大器,所述第三运算放大器的正输入端通过第一导线与所述第一接线端子相连;第七电阻,所述第七电阻的一端通过第二导线与所述第二接线端子相连,所述第七电阻的一端还与所述恒流源模块相连,所述第七电阻的另一端与所述第三运算放大器的负输入端相连,其中,所述第三接线端子通过第三导线接地;第八电阻,所述第八电阻的一端与所述第三运算放大器的负输入端相连,所述第八电阻的另一端与所述第三运算放大器的输出端相连,其中,所述第三运算放大器的输出端用于输出电压信号。其中,所述第二导线与所述第三导线的材质相同且长度相等。
进一步地,所述信号处理模块还包括与所述导线电阻消除单元相连的信号放大单元,所述信号放大单元用于对所述导线电阻消除单元输出的电压信号进行放大以输出放大后的电压信号,其中,所述信号放大单元包括:第九电阻和第十电阻;第四运算放大器,所述第四运算放大器的正输入端与所述第三运算放大器的输出端相连,所述第四运算放大器的负输入端通过第九电阻接地,所述第四运算放大器的输出端通过所述第十电阻与所述第四运算放大器的负输入端相连,所述第四运算放大器的输出端用于输出放大后的电压信号。
进一步地,所述第一预设电源由所述信号调理电路的供电模块提供,所述供电模块用于将第二预设电源转换为第一预设电源,其中,所述供电模块包括:第十一电阻;稳压芯片,所述稳压芯片的第三管脚通过所述第十一电阻与所述第二预设电源相连,所述稳压芯片的第二管脚接地,所述稳压芯片的第一管脚与第三管脚相连并提供所述第一预设电源。
为达到上述目的,本实用新型另一方面提出了一种温度检测装置,包括:热电阻,所述热电阻用于测量待测点的温度;所述的热电阻的信号调理电路,所述热电阻的信号调理电路根据所述热电阻两端的电压输出电压信号,以使所述温度检测装置根据所述电压信号获取所述待测点的温度。
根据本实用新型提出的温度检测装置,利用热电阻的信号调理电路可将热电阻的电阻信号直接转换为电压信号,并直接接入模数转换器转换成数字信号,从而提高了测量精度,降低了硬件成本。
附图说明
图1是根据本实用新型实施例的热电阻的信号调理电路的方框示意图;
图2是根据本实用新型一个实施例的热电阻的信号调理电路中恒流源模块的电路原理图;
图3是根据本实用新型一个实施例的热电阻的信号调理电路中信号处理模块的方框示意图;
图4是根据本实用新型一个实施例的热电阻的信号调理电路中导线电阻消除单元的电路原理图;
图5是根据本实用新型一个实施例的热电阻的信号调理电路中信号放大单元的电路原理图;
图6是根据本实用新型一个实施例的热电阻的信号调理电路中供电模块的电路原理图;
图7是根据本实用新型一个实施例的热电阻的信号调理电路的电路原理图。
具体实施方式
下面详细描述本实用新型的实施例,所述实施例的示例在附图中示出,其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的,旨在用于解释本实用新型,而不能理解为对本实用新型的限制。
下面结合附图来描述本实用新型实施例的热电阻的信号调理电路和温度检测装置。
图1是根据本实用新型实施例的热电阻的信号调理电路的方框示意图。如图1所示,热电阻的信号调理电路包括:恒流源模块10、信号处理模块20和热电阻P1。其中,热电阻P1用于测量待测点的温度。
其中,恒流源模块10与热电阻P1的第一端相连,热电阻P1的第二端接地GND,恒流源模块10用于输出电流信号至热电阻P1,以使热电阻P1两端的电压与热电阻P1的电阻值正相关;信号处理模块20与热电阻P1的第一端相连,信号处理模块20用于根据热电阻P1两端的电压输出电压信号,以根据电压信号获取待测点的温度。
具体而言,通过恒流源模块10输出电流信号至热电阻P1,以使热电阻P1两端的电压与热电阻P1的电阻值正相关,然后信号处理模块20根据热电阻P1两端的电压输出电压信号,以根据电压信号获取待测点的温度,也就是说,信号处理模块20可直接与模数转换器相连,模数转换器可将信号处理模块20输出的模拟电压信号转换成数字信号以获取待测点的温度。由此,可将热电阻的电阻信号直接转换为电压信号,并直接接入模数转换器转换成数字信号,提高了测量精度,降低了硬件成本。
根据本实用新型的一个实施例,如图2所示,恒流源模块10包括:第一电阻R1、第二电阻R2、第三电阻R3、第一运算放大器101、电阻单元102、第四电阻R4和第二运算放大器103。
其中,第一运算放大器101的正输入端IA+通过第一电阻R1与第一预设电源VCC相连,第一运算放大器101的负输入端IA-通过第二电阻R2接地GND,第一运算放大器101的输出端OA通过第三电阻R3与第一运算放大器101的负输入端IA-相连;第二运算放大器103的正输入端IB+通过电阻单元102与第一运算放大器101的输出端OA相连,第二运算放大器103的输出端OB与第二运算放大器103的负输入端IB-相连后通过第四电阻R4与第一运算放大器101的正输入端IA+相连;第二运算放大器103的正输入端IB+与电阻单元102之间具有第一节点Vin,第一节点Vin与热电阻P1的第一端相连。
根据本实用新型的一个具体示例,第一电阻R1、第二电阻R2、第三电阻R3和第四电阻R4的电阻值均相等,即R1=R2=R3=R4,且第一预设电源VCC的电压值可为2.5V。
具体而言,恒流源模块10的原理计算为:根据运算放大器虚断特性可知,通过第二电阻R2与第三电阻R3的电流相等,即:(VOA-(VIA-))/R3=(VIA-)/R2,其中,VOA为第一运算放大器101的输出端OA的电压,VIA-为第一运算放大器101的负输入端IA-的电压,因第二电阻R2与第三电阻R3的电阻值相等,故VOA=2(VIA-);同理,通过第一电阻R1与第四电阻R4的电流相等,即(VCC-(VIA+))/R1=((VIA+)-(VIB-))/R4,其中,VIA+为第一运算放大器101的正输入端IA+的电压,VIB-为第二运算放大器103负输入端IB-的电压,因第一电阻R1与第四电阻R4的电阻值相等,所以有VCC+(VIB-)=2(VIA+)。又因为运算放大器的虚短特性可知,(VIA+)=(VIA-)且(VIB+)=(VIB-),VIB+为第二运算放大器103的正输入端IB+的电压,则(VIB+)=2(VIA-)-VCC。
并且,根据上述公式VOA=2(VIA-)和(VIB+)=2(VIA-)-VCC可知,电阻单元102两侧的电压,即(VOA-(VIB+))=VCC,即言,电阻单元102两侧的电压为第一预设电源VCC的电压例如2.5V。
进一步地,根据本实用新型的一个实施例,可根据热电阻P1的型号选择电阻单元102的电阻值,以调整恒流源模块10输出的电流信号的电流值,来使电压信号保持在预设电压范围。
需要说明的是,电阻单元102不限于包括图2所示的两个电阻,可以包括一个可变电阻,或者也可以包括两个以上电阻,只要使得电阻单元102的电阻值可变即可,这里不做限定。
具体地,根据本实用新型的一个实施例,当恒流源模块10输出的电流信号的电流值包括第一电流值和第二电流值时,如图2所示,电阻单元102包括:选择开关S1、第五电阻R5和第六电阻R6。
其中,选择开关S1具有第一路径和第二路径,第一路径的一端和第二路径的一端均与第一运算放大器101的输出端OA相连;第五电阻R5的一端与第一路径的另一端相连,第五电阻R5的另一端与第二运算放大器103的正输入端IB+相连,第六电阻R6的一端与第二路径的另一端相连,第六电阻R6的另一端与第二运算放大器103的正输入端IB+相连;当第一路径导通且第二路径断开时,恒流源模块10输出第一电流值的电流信号,当第一路径断开且第二路径导通时,恒流源模块10输出第二电流值的电流信号。根据本实用新型的一个具体示例,选择开关S1可为单刀双掷开关。
根据本实用新型的一个实施例,当第六电阻R6的电阻值与N倍的第五电阻R5的电阻值相等时,第一电流值与N倍的第二电流值相等。
具体而言,电阻单元102具有选择开关S1,当选择开关S1选择第一路径即第一路径导通且第二路径断开时第二运算放大器103的正输入端IB+通过第五电阻R5与第一运算放大器101的输出端OA相连,此时通过电阻单元102的电流为Ic=(VOA-(VIB+))/R5,根据前述分析得出的公式(VOA-(VIB+))=VCC可知,Ic=VCC/R5,假设R5=2500Ω,Ic=2.5V/2500Ω=0.001A=1mA,即恒流源模块10输出的电流信号的电流值为1mA,由此第一节点Vin处的电流为1mA,即恒流源模块10输出至热电阻P1的电流信号为1mA。当选择开关S1选择第二路径即第一路径断开且第二路径导通时,第二运算放大器103的正输入端IB+通过第六电阻R6与第一运算放大器101的输出端OA相连,通过电阻单元102的电流为Ic=(VOA-(VIB+))/R6=VCC/R6,假设R6=25000Ω,则Ic=2.5V/25000Ω=0.0001A=0.1mA,即恒流源模块10输出的电流信号的电流值为0.1mA,此时第一节点Vin处的电流为0.1mA,即恒流源模块10输出至热电阻P1的电流信号为0.1mA。
由此,本实用新型实施例的热电阻的信号调理电路适用于多种型号的热电阻P1,例如热电阻P1可为铂热电阻PT100或铂热电阻PT1000两种型号。当热电阻P1选择铂热电阻PT100时,电阻单元102选择第一路径,恒流源模块10输出第一电流值的电流信号为1mA,此时能够对铂热电阻PT100进行信号调理;当热电阻P1选择铂热电阻PT1000时,电阻单元102选择第二路径,恒流源模块10输出第二电流值的电流信号为0.1mA,此时能够对铂热电阻PT1000进行信号调理。
由此,本实用新型实施例能够通过调整电阻单元102的电阻值对恒流源模块10输出的电流进行调整,从而能够对不同型号的热电阻进行信号调理,提高了信号调理电路的通用性。
根据本实用新型的一个实施例,如图3所示,信号处理模块20包括导线电阻消除单元21,导线电阻消除单元21与热电阻P1的第一端相连,导线电阻消除单元21用于消除连接于热电阻P1的导线的电阻,并根据热电阻P1两端的电压输出电压信号。
具体地,根据本实用新型的一个实施例,如图4所示,热电阻P1的第一端具有第一接线端子X1和第二接线端子X2,热电阻P1的第二端具有第三接线端子X3,导线电阻消除单元21包括:第三运算放大器211、第七电阻R7和第八电阻R8。
其中,第三运算放大器211的正输入端IC+通过第一导线R31与第一接线端子X1相连;第七电阻R7的一端通过第二导线R32与第二接线端子X2相连,第七电阻R7的一端还与恒流源模块10相连,第七电阻R7的另一端与第三运算放大器211的负输入端IC-相连,第三接线端子X3通过第三导线R33接地GND;第八电阻R8的一端与第三运算放大器211的负输入端IC-相连,第八电阻R8的另一端与第三运算放大器211的输出端OC相连,第三运算放大器211的输出端OC用于输出电压信号。
具体地,根据本实用新型的一个实施例,第二导线R32与第三导线R33的材质相同且长度相等,由此,第二导线R32的电阻值与第三导线R33的电阻值相等,即R32=R33。其中,第七电阻R7与第八电阻R8的电阻值也相等,即R7=R8。
具体而言,热电阻P1可为三线制热电阻,具有三个接线端子,分别为第一接线端子X1、第二接线端子X2和第三接线端子X3,恒流源模块10输出的恒定电流Ic接入第二接线端子X2。导线电阻消除单元21的计算原理如下:第一接线端子X1通过第一导线R31与第三运算放大器211的正输入端IC+相连,根据运算放大器的虚短虚断特性,第一接线端子X1处的电压Vt=(VIC+)=(VIC-),VIC-为第三运算放大器211的负输入端IC-的电压,VIC+为第三运算放大器211的正输入端IC+的电压。第二接线端子X2通过第二导线R32与第七电阻R7的一端相连,且第七电阻R7的一端与恒流源模块10中的第一节点Vin相连,第七电阻R7的另一端分别与第三运算放大器211的负输入端IC-和第八电阻R8的一端相连,第八电阻R8的另一端与第三运算放大器211的输出端OC相连,因此,根据运算放大器虚断特性,则有(VOC-(VIC-))/R8=((VIC-)-Vin)/R7,VOC为第三运算放大器211的输出端OC的电压,因R7=R8且Vt=(VIC+)=(VIC-),则VOC=2Vt-Vin,Vin为第一节点Vin的电压。根据欧姆定律,Vt=Ic(RT+R33)和Vin=Ic(RT+R32+R33)=Ic(RT+2R33),其中RT为热电阻P1的电阻值,将Vt=Ic(RT+R33)和Vin=Ic(RT+2R33)带入前述公式VOC=2Vt-Vin可得,VOC=Ic*RT,即第三运算放大器211的输出电压VOC等于热电阻P1两端电压。由此,热电阻P1的信号调理电路可直接将热电阻P1的电阻值调理成电压信号,以根据电压信号获取待测点的温度。
进一步地,根据本实用新型的一个实施例,如图3所示,信号处理模块20还包括信号放大单元22,其中,信号放大单元22与导线电阻消除单元21相连,信号放大单元22用于对导线电阻消除单元21输出的电压信号进行放大以输出放大后的电压信号。
具体地,如图5所示,信号放大单元22包括:第九电阻R9、第十电阻R10和第四运算放大器221。
其中,第四运算放大器的221的正输入端ID+与第三运算放大器211的输出端OC相连,第四运算放大器221的负输入端ID-通过第九电阻R9接地GND,第四运算放大器221的输出端OD通过第十电阻R10与第四运算放大器221的负输入端ID-相连,第四运算放大器221的输出端OD用于输出放大后的电压信号。
具体而言,信号放大单元22的计算原理如下:根据运算放大器虚断特性,有(VID-)/R9=(VOD-(VID-))/R10,并且,运算放大器的虚短特性,有(VID-)=(VID+)=VOC,由此,VOC=R9*VOD/(R9+R10),又因为VOC=Ic*RT,故RT=R9*VOD/(R9+R10)/Ic。当第九电阻R9=30000Ω,第十电阻R10=270000Ω时,RT=VOD/10/Ic。其中,VOD为第四运算放大器221的输出端OD的电压,VID-为第四运算放大器221的负输入端ID-的电压,VID+为第四运算放大器221的正输入端VID+的电压。
由此,当第四运算放大器221的输出端OD的输出电压范围为0~3.3V,恒流源模块10输出第一电流值的电流信号为1mA即Ic=1mA时,热电阻P1的电阻值RT对应取值范围为0~330Ω,而因铂热电阻PT100可测温度为-200℃~660℃时对应的电阻值为18.52Ω~332.79Ω,因此,恒流源模块10中的电阻单元102选择第一路径时,可对铂热电阻PT100进行信号调理,电路的实际可测温度范围为-200℃~653℃。
当第四运算放大器221的输出端OD的输出电压范围为0~3.3V,恒流源模块10输出第二电流值的电流信号为0.1mA即Ic=0.1mA时,热电阻P1的电阻值RT对应取值范围为0~3300Ω,而因铂热电阻PT1000可测温度为-50℃~300℃时对应的电阻值为803.063Ω~2120.515Ω,因此,恒流源模块10中的电阻单元102选择第二路径时,可对铂热电阻PT1000进行信号调理,电路的实际可测温度范围为-50℃~300℃。
由此,本实施例可对两种型号的热电阻进行信号调理,提高了信号调理的通用性,同时电路设计时考虑电压适用范围和测量精度,可工作在5V-36V,温度测量精度可达到±3‰。
根据本实用新型的一个实施例,如图6所示,第一预设电源VCC由信号调理电路的供电模块30提供,供电模块30用于将第二预设电源VDD转换为第一预设电源VCC,供电模块30包括:第十一电阻R11和稳压芯片D1。
其中,稳压芯片D1的第三管脚D13通过第十一电阻R11与第二预设电源VDD相连,稳压芯片D1的第二管脚D12接地GND,稳压芯片D1的第一管脚D11与第三管脚D13相连并提供第一预设电源VCC。
需要说明的是,第二预设电源VDD可为5V稳压电源,稳压芯片可为TL431型号稳压芯片。
根据本实用新型的一个实施例,如图7所示,第一运算放大器101、第二运算放大器103、第三运算放大器211和第四运算放大器221集成在芯片U1上。也就是说,芯片U1内可封装四组运算放大器,芯片U1的第一管脚1为第一运算放大器101的输出端OA,第二管脚2为第一运算放大器101的负输入端IA-,第三管脚3为第一运算放大器101的正输入端OA+,第四管脚4为芯片U1的供电电源,第五管脚5为第二运算放大器103的正输入端IB+,第六管脚6为第二运算放大器103的负输入端IB-,第七管脚7为第二运算放大器103的输出端,第八管脚8为第三运算放大器221的输出端OC,第九管脚9为第三运算放大器221的负输入端IC-,第十管脚10为第三运算放大器221的正输入端IC+,第十一管脚11接地,第十二管脚12为第四运算放大器221的正输入端ID+,第十三管脚13为第四运算放大器221的负输入端ID-,第十四管脚14为第四运算放大器221的输出端OD。
另外,芯片U1的供电电源可为第二预设电源VDD供电即5V,芯片U1的接地端接地GND,其中,芯片U1可为MCP6004芯片。
综上所述,根据本实用新型实施例提出的热电阻的信号调理电路,通过恒流源模块对热电阻提供恒定电流,以使热电阻两端的电压与热电阻的电阻值正相关,然后信号处理模块根据热电阻两端的电压输出电压信号,以根据电压信号获取待测点的温度。由此,可将热电阻的电阻信号直接转换为电压信号,并直接接入模数转换器转换成数字信号,从而提高了测量精度,降低了硬件成本。
此外,本实用新型实施例提出了一种温度检测装置,包括热电阻和上述实施例提出的热电阻的信号调理电路。其中,热电阻用于测量待测点的温度;热电阻的信号调理电路根据热电阻两端的电压输出电压信号,以使温度检测装置根据电压信号获取待测点的温度。
由此,可将热电阻的电阻信号直接转换为电压信号,并直接接入模数转换器转换成数字信号,从而提高了测量精度,降低了硬件成本。
在本实用新型的描述中,需要理解的是,术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”等指示的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实用新型和简化描述,而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作,因此不能理解为对本实用新型的限制。
此外,术语“第一”、“第二”仅用于描述目的,而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此,限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本实用新型的描述中,“多个”的含义是至少两个,例如两个,三个等,除非另有明确具体的限定。
在本实用新型中,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,除非另有明确的限定。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实用新型中的具体含义。
在本实用新型中,除非另有明确的规定和限定,第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触,或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且,第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方,或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方,或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。
在本说明书的描述中,参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本实用新型的至少一个实施例或示例中。在本说明书中,对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且,描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外,在不相互矛盾的情况下,本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。
尽管上面已经示出和描述了本实用新型的实施例,可以理解的是,上述实施例是示例性的,不能理解为对本实用新型的限制,本领域的普通技术人员在本实用新型的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。
Claims (10)
1.一种热电阻的信号调理电路,其特征在于,所述热电阻用于测量待测点的温度,所述信号调理电路包括:
恒流源模块,所述恒流源模块与所述热电阻的第一端相连,所述热电阻的第二端接地,所述恒流源模块用于输出电流信号至所述热电阻,以使所述热电阻两端的电压与所述热电阻的电阻值正相关;
信号处理模块,所述信号处理模块与所述热电阻的第一端相连,所述信号处理模块用于根据所述热电阻两端的电压输出电压信号,以根据所述电压信号获取所述待测点的温度。
2.根据权利要求1所述的热电阻的信号调理电路,其特征在于,所述恒流源模块包括:
第一电阻、第二电阻和第三电阻;
第一运算放大器,所述第一运算放大器的正输入端通过所述第一电阻与第一预设电源相连,所述第一运算放大器的负输入端通过所述第二电阻接地,所述第一运算放大器的输出端通过所述第三电阻与所述第一运算放大器的负输入端相连;
电阻单元和第四电阻;
第二运算放大器,所述第二运算放大器的正输入端通过所述电阻单元与所述第一运算放大器的输出端相连,所述第二运算放大器的输出端与所述第二运算放大器的负输入端相连后通过所述第四电阻与所述第一运算放大器的正输入端相连;
其中,所述第二运算放大器的正输入端与所述电阻单元之间具有第一节点,所述第一节点与所述热电阻的第一端相连。
3.根据权利要求2所述的热电阻的信号调理电路,其特征在于,其中,根据所述热电阻的型号选择所述电阻单元的电阻值,其中,所述热电阻的型号为PT100或PT1000。
4.根据权利要求3所述的热电阻的信号调理电路,其特征在于,当所述恒流源模块输出的电流信号的电流值包括第一电流值和第二电流值时,所述电阻单元包括:
选择开关,所述选择开关具有第一路径和第二路径,所述第一路径的一端和所述第二路径的一端均与所述第一运算放大器的输出端相连;
第五电阻,所述第五电阻的一端与所述第一路径的另一端相连,所述第五电阻的另一端与所述第二运算放大器的正输入端相连,
第六电阻,所述第六电阻的一端与所述第二路径的另一端相连,所述第六电阻的另一端与所述第二运算放大器的正输入端相连。
5.根据权利要求4所述的热电阻的信号调理电路,其特征在于,其中,当所述第六电阻的电阻值与N倍的所述第五电阻的电阻值相等时,所述第一电流值与N倍的所述第二电流值相等。
6.根据权利要求1所述的热电阻的信号调理电路,其特征在于,所述信号处理模块包括:
导线电阻消除单元,所述导线电阻消除单元与所述热电阻的第一端相连,所述导线电阻消除单元用于消除连接于所述热电阻的导线的电阻,并根据所述热电阻两端的电压输出电压信号。
7.根据权利要求6所述的热电阻的信号调理电路,其特征在于,所述热电阻的第一端具有第一接线端子和第二接线端子,所述热电阻的第二端具有第三接线端子,所述导线电阻消除单元包括:
第三运算放大器,所述第三运算放大器的正输入端通过第一导线与所述第一接线端子相连;
第七电阻,所述第七电阻的一端通过第二导线与所述第二接线端子相连,所述第七电阻的一端还与所述恒流源模块相连,所述第七电阻的另一端与所述第三运算放大器的负输入端相连,其中,所述第三接线端子通过第三导线接地;
第八电阻,所述第八电阻的一端与所述第三运算放大器的负输入端相连,所述第八电阻的另一端与所述第三运算放大器的输出端相连,其中,所述第三运算放大器的输出端用于输出电压信号;
其中,所述第二导线与所述第三导线的材质相同且长度相等。
8.根据权利要求7所述的热电阻的信号调理电路,其特征在于,所述信号处理模块还包括与所述导线电阻消除单元相连的信号放大单元,所述信号放大单元用于对所述导线电阻消除单元输出的电压信号进行放大以输出放大后的电压信号,其中,所述信号放大单元包括:
第九电阻和第十电阻;
第四运算放大器,所述第四运算放大器的正输入端与所述第三运算放大器的输出端相连,所述第四运算放大器的负输入端通过第九电阻接地,所述第四运算放大器的输出端通过所述第十电阻与所述第四运算放大器的负输入端相连,所述第四运算放大器的输出端用于输出放大后的电压信号。
9.根据权利要求2所述的热电阻的信号调理电路,其特征在于,所述第一预设电源由所述信号调理电路的供电模块提供,所述供电模块用于将第二预设电源转换为第一预设电源,其中,所述供电模块包括:
第十一电阻;
稳压芯片,所述稳压芯片的第三管脚通过所述第十一电阻与所述第二预设电源相连,所述稳压芯片的第二管脚接地,所述稳压芯片的第一管脚与第三管脚相连并提供所述第一预设电源。
10.一种温度检测装置,其特征在于,包括:
热电阻,所述热电阻用于测量待测点的温度;
根据权利要求1-9中任一项所述的热电阻的信号调理电路,所述热电阻的信号调理电路根据所述热电阻两端的电压输出电压信号,以使所述温度检测装置根据所述电压信号获取所述待测点的温度。
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Cited By (2)
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CN112461391A (zh) * | 2020-11-11 | 2021-03-09 | 杭州仰仪科技有限公司 | 一种锂电池等温量热仪中多通道热敏电阻迭代式测温系统 |
CN115597634A (zh) * | 2022-10-21 | 2023-01-13 | 广西电网有限责任公司电力科学研究院(Cn) | 一种电阻值转换电路 |
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