CN209264146U - 一种模拟负温度系数热敏电阻等效电路 - Google Patents
一种模拟负温度系数热敏电阻等效电路 Download PDFInfo
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Abstract
本实用新型属于电子测量设备技术领域，具体涉及一种模拟负温度系数热敏电阻等效电路，目的是提供一种一致性好、通用性好的基于负温度系数热敏电阻的温度测量、控制的验证方法。其特征在于，它包含FPGA、模拟负温度系数热敏电阻输出电路和驱动回路状态测量电路；FPGA分别与模拟负温度系数热敏电阻输出电路和驱动回路状态测量电路连接；模拟负温度系数热敏电阻输出电路与控制器的温度采集通道相连，为控制器提供可调电阻值输出，即满足温度变化范围的模拟温度值；驱动回路状态测量电路与控制器的加温通道相连，采集控制器的开、关信号，判断驱动回路的接通、断开状态，实现闭环测试。
Description
技术领域
本实用新型属于电子测量设备技术领域，具体涉及一种模拟负温度系数热敏电阻等效电路。
背景技术
负温度系数热敏电阻是一类电阻值随温度增大而减小的一种传感器电阻。广泛用于测温、控温、温度补偿等方面。工业应用中为达到环境温度更精确的控制，各种面向负温度系数热敏电阻的采集装置、控制器等产品应运而生，然而采集装置、控制器设计、调试、测试过程中需要覆盖负温度系数热敏电阻的全量程测温环境，这就需要一种等效方法来提供负温度系数热敏电阻的全量程输出状态，本发明提供了一种等效电路，能够模拟负温度系数热敏电阻控制器响应状态，有效解决控制器研制生产过程中的调试、测试和验证。
发明内容
本实用新型需要解决的技术问题为：
(1)常温环境程控模拟负温度系数热敏电阻测温量程输出；
(2)提供一种一致性好、通用性好的基于负温度系数热敏电阻的温度测量、控制的验证方法。
本实用新型是这样实现的：
一种模拟负温度系数热敏电阻等效电路，包含FPGA、模拟负温度系数热敏电阻输出电路和驱动回路状态测量电路；FPGA分别与模拟负温度系数热敏电阻输出电路和驱动回路状态测量电路连接；模拟负温度系数热敏电阻输出电路与控制器的温度采集通道相连，为控制器提供可调电阻值输出，即满足温度变化范围的模拟温度值；驱动回路状态测量电路与控制器的加温通道相连，采集控制器的开、关信号，判断驱动回路的接通、断开状态，实现闭环测试。
如上所述的FPGA通过SPI串行接口发送数字电位器的设置参数，经过隔离电路，控制数字电位器提供0～20kΩ的可变阻值，完成在使用温度范围下的模拟负温度系数热敏电阻值；所述FPGA通过SPI接口采用菊花链的方式实现对多片数字电位器芯片的连接；数字电位器的输出端与控制器的温度采集通道相连。
如上所述的数字电位器的型号为AD5293BRUZ，单波道，1024位分辨率，标称电阻值为20kΩ、50kΩ和100kΩ。
如上选用标称值为20kΩ的数字电位器，误差为1％；
如上所述的驱动回路状态测量电路的输入端与控制器的加温通道相连接，采集控制器加温通道的开、关信号，被测信号经光耦进行隔离后，通过FPGA的输入输出端口采集光耦输出逻辑，判断控制器驱动回路的接通、断开状态，若驱动回路处于接通状态，则继续加温；否则停止加温；从而实现闭环控制。
如上所述的光耦型号为HCPL-063L。
本实用新型的有益效果是：
本实用新型所述一种模拟负温度系数热敏电阻等效方法，采用程序控制模拟热敏电阻输出值。实现了数据的自动判读，可以正确模拟任选温度范围内的温度值输出，根据使用要求变化进行定制；对控制器工作状态进行动态检测和判读，实现闭环测试。具有应用范围广、满足各种特殊要求且使用灵活等特点。解决了热敏电阻等效验证问题，解决了直接使用热敏电阻配套环境验证的经济性和效率性问题，且避免了热敏电阻本身寿命短、灵活性差、通用性差等问题。
附图说明
图1为测试系统局部框图；
图2为测试卡模拟负温度系数热敏电阻输出电路图；
图3为测试卡驱动回路状态测量电路图。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本实用新型的一种模拟负温度系数热敏电阻等效电路进行详细说明。
如图1所示，一种模拟负温度系数热敏电阻等效电路，用于对控制器工作状态进行动态检测和判读从而实现闭环测试。它包含FPGA、模拟负温度系数热敏电阻输出电路和驱动回路状态测量电路。FPGA分别与模拟负温度系数热敏电阻输出电路和驱动回路状态测量电路连接；模拟负温度系数热敏电阻输出电路与控制器的温度采集通道相连，为控制器提供可调电阻值输出，即满足温度变化范围的模拟温度值；驱动回路状态测量电路与控制器的加温通道相连，采集控制器的开、关信号，判断驱动回路的接通、断开状态，实现闭环测试。
如图2所示，模拟负温度系数热敏电阻输出电路设计，测试卡需要向控制器的温度采集通道提供符合MF501负温度系数热敏电阻分度表模拟温度变化范围为10℃～16℃(7.6744kΩ～10.3675kΩ)。测试卡FPGA通过SPI串行接口发送数字电位器的设置参数，经过隔离电路，控制数字电位器提供0～20kΩ(可根据实际需要需用不同量程，此处以20k为例)的可变阻值，完成在使用温度范围下的模拟负温度系数热敏电阻值。所述FPGA通过SPI接口采用菊花链的方式实现对多片数字电位器芯片的连接。数字电位器的输出端与控制器的温度采集通道相连。数字电位器的型号为AD5293BRUZ，单波道，1024位分辨率，标称电阻值为20kΩ、50kΩ和100kΩ，本测试卡中选用标称值为20kΩ的数字电位器，误差为1％。
如图3所示，测试卡的驱动回路状态测量电路的输入端与控制器的加温通道相连接，采集控制器加温通道的开、关信号，被测信号经HCPL-063L型光耦进行隔离后，通过FPGA的输入输出端口采集光耦输出逻辑，判断控制器驱动回路的接通、断开状态，若驱动回路处于接通状态，则继续加温；否则停止加温。实现闭环控制。
上面结合实施例对本发明的实施方法作了详细说明，但是本发明并不限于上述实施例，在本领域普通技术人员所具备的知识范围内，还可以在不脱离本发明宗旨的前提下作出各种变化。本发明说明书中未作详细描述的内容均可以采用现有技术。
Claims (4)
1.一种模拟负温度系数热敏电阻等效电路，其特征在于：它包含FPGA、模拟负温度系数热敏电阻输出电路和驱动回路状态测量电路；FPGA分别与模拟负温度系数热敏电阻输出电路和驱动回路状态测量电路连接；模拟负温度系数热敏电阻输出电路与控制器的温度采集通道相连，为控制器提供可调电阻值输出，即满足温度变化范围的模拟温度值；驱动回路状态测量电路与控制器的加温通道相连，采集控制器的开、关信号，判断驱动回路的接通、断开状态，实现闭环测试。
2.根据权利要求1所述的模拟负温度系数热敏电阻等效电路，其特征在于：所述的FPGA通过SPI串行接口发送数字电位器的设置参数，经过隔离电路，控制数字电位器提供0～20kΩ的可变阻值，完成在使用温度范围下的模拟负温度系数热敏电阻值；所述FPGA通过SPI接口采用菊花链的方式实现对多片数字电位器芯片的连接；数字电位器的输出端与控制器的温度采集通道相连。
3.根据权利要求2所述的模拟负温度系数热敏电阻等效电路，其特征在于：所述的数字电位器的型号为AD5293BRUZ，单波道，1024位分辨率，标称电阻值为20kΩ、50kΩ和100kΩ。
4.根据权利要求1所述的模拟负温度系数热敏电阻等效电路，其特征在于：所述的驱动回路状态测量电路的输入端与控制器的加温通道相连接，采集控制器加温通道的开、关信号，被测信号经光耦进行隔离后，通过FPGA的输入输出端口采集光耦输出逻辑，判断控制器驱动回路的接通、断开状态，若驱动回路处于接通状态，则继续加温；否则停止加温；从而实现闭环控制。
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|---|---|---|---|---|
| CN112731908A (zh) * | 2021-01-04 | 2021-04-30 | 潍柴动力股份有限公司 | 控制样件上下电控制装置及方法 |
| CN112799346A (zh) * | 2020-12-30 | 2021-05-14 | 浙江工业大学 | 程控热敏电阻模拟器及电阻模拟方法 |
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2018
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