CN210862965U - 一种温度采集装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型提出了一种温度采集装置，其采用四线制接法来提高温度采集的精度，消除连接在铂热电阻探头与温度采集模块之间的线缆电阻带来的引入误差。另一方面，为了解决快速多点测量，采用模拟复用器来实现多路采集，同时使用FPGA作为微处理器，利用其并行处理机制，大大提交处理能力，满足系统对实时性的要求。

Description

一种温度采集装置

技术领域

本实用新型涉及信号采集领域，特别涉及一种温度采集装置。

背景技术

在工业领域中，需要对很多关键器件或环境的温度进行采集，同时由于工业设备所处的恶劣环境，要求温度采集系统还具备较高的抗干扰能力。铂热电阻由于具有测温精度高的优点，因此工业上的温度采集系统大部分都是搭配铂热电阻进行温度采集。

传统的温度采集设备一般使用两线制接线法，无法消除连接在探头与温度采集模块之间的线缆电阻带来的引入误差，这也导致无法保证测量的准确性，虽然不少温度采集设备要求实际应用中需要使用与设备标定过程中同型号同长度同阻值的线缆来规避这个误差，但是这对使用带来了很大不便。

发明内容

本实用新型要解决的技术问题是：提供一种温度采集装置，其可以提高温度采集的准确性。

一种温度采集装置，包括铂热电阻和温度采集模块，所述铂热电阻和温度采集模块通过线缆连接，其中，所述温度采集模块包括恒流源和电压测量装置，所述恒流源和电压测量装置与铂热电阻之间形成两个并联的回路。

本实用新型的另一技术方案在于在上述基础之上，所述恒流源与铂热电阻之间形成的回路用于电流供给。

本实用新型的另一技术方案在于在上述基础之上，所述恒流源通过模拟复用器与多个铂热电阻连接，形成多路采集回路。

本实用新型的另一技术方案在于在上述基础之上，所述温度采集装置还包括阻抗变化电路，所述电压测量装置采集到的铂热电阻电压信号U+/U-先输入到阻抗变化电路进行信号处理。

本实用新型的另一技术方案在于在上述基础之上，所述温度采集装置还包括保护电路，所述电压测量装置采集到的铂热电阻电压信号U+/U-先输入到保护电路进行信号处理。

本实用新型的另一技术方案在于在上述基础之上，所述电压测量装置采集到的铂热电阻电压信号U+/U-经运放电路进行幅值放大和极性变换处理后输入到微处理器。

本实用新型的另一技术方案在于在上述基础之上，所述微处理器为单片机或FPGA。

本实用新型所述的温度采集装置，采用四线制接法来提高温度采集的精度，消除连接在铂热电阻探头与温度采集模块之间的线缆电阻带来的引入误差。另一方面，为了解决快速多点测量，采用模拟复用器来实现多路采集，同时使用FPGA作为微处理器，利用其并行处理机制，大大提交处理能力，满足系统对实时性的要求。

附图说明

构成本实用新型的一部分的附图用来提供对本实用新型的进一步理解，本实用新型的示意性实施例及其说明用于解释本实用新型，并不构成对本实用新型的不当限定。

图1为本方案一种实施例涉及的温度采集装置的电路结构图；

图2为本方案一种实施例涉及的温度采集装置中测温电路四线制接法电路图。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型进行详细描述，本部分的描述仅是示范性和解释性，不应对本实用新型的保护范围有任何的限制作用。此外，本领域技术人员根据本文件的描述，可以对本文件中实施例中以及不同实施例中的特征进行相应组合。

本发明的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”、“第三”“第四”等(如果存在)是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本发明的实施例，例如能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施。此外，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。

本实用新型实施例如下，请参见图1和图2所示，一种温度采集装置，铂热电阻接线采用四线制接法。比通常的测量法多了两根馈线，其中一回路作为电流供给，另一回路作为高阻抗测量，使得电流供给回路与电压测定回路完全独立，消除连接在铂热电阻探头与温度采集模块之间的线缆电阻带来的引入误差，提高测量精度。具体地，如图2所示，恒流源与被测铂热电阻探头的电阻、馈线电阻RL1、RL2构成一个回路。送至电压测量端的电压只有铂热电阻两端的电压，馈线电阻RL1、RL2电压没有送至电压测量段。因此，馈线电阻RL1和RL2对测量结果没有什么影响。馈线电阻RL3和RL4对测量有影响，但影响很小，由于电压测量回路的输入阻抗(MΩ级)远大于馈线电阻(Ω级)，所以，四线测量法的测量准确度很高。

优选的是，如图1所示，铂热电阻采集到的信号U+/U-需要先经过保护电路和阻抗变换电路，以增加系统的抗干扰和稳定性。然后输入到多路模拟复用器，由于模拟复用器为多路，实现多路输入，经模拟复用器得到的差分信号U+/U-输入下一级信号调理电路，简化电路设计。经过模拟开关选择的U+/U-信号由于信号幅度小，信号需要使用运放电路进行幅值放大和极性变换处理才能输入AD芯片进行A/D转换，将稳定的电信号输入送给单通道差分ADC进行模数转换，经AD转换后的数字量的测量数据送FPGA进行分析处理，并由FPGA执行相应控制操作，存储温度或者将温度值上传给上位机。完成多路温度的快速采集。

以上所述仅是本实用新型的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本实用新型的保护范围。

Claims (7)

1.一种温度采集装置，包括铂热电阻和温度采集模块，所述铂热电阻和温度采集模块通过线缆连接，其特征在于：所述温度采集模块包括恒流源和电压测量装置，所述恒流源和电压测量装置与铂热电阻之间形成两个并联的回路。

2.根据权利要求1所述的温度采集装置，其特征在于，所述恒流源与铂热电阻之间形成的回路用于电流供给。

3.根据权利要求2所述的温度采集装置，其特征在于，所述恒流源通过模拟复用器与多个铂热电阻连接，形成多路采集回路。

4.根据权利要求3所述的温度采集装置，其特征在于，所述温度采集装置还包括阻抗变化电路，所述电压测量装置采集到的铂热电阻电压信号U+/U-先输入到阻抗变化电路进行信号处理。

5.根据权利要求4所述的温度采集装置，其特征在于，所述温度采集装置还包括保护电路，所述电压测量装置采集到的铂热电阻电压信号U+/U-先输入到保护电路进行信号处理。

6.根据权利要求1至5中任意一项所述的温度采集装置，其特征在于，所述电压测量装置采集到的铂热电阻电压信号U+/U-经运放电路进行幅值放大和极性变换处理后输入到微处理器。

7.根据权利要求6所述的温度采集装置，其特征在于，所述微处理器为单片机或FPGA。

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