CN211651878U - 一种简单的铂电阻测温装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种简单的铂电阻测温装置，包括：单片机、温度传感器、电流源、压控电源和电阻，电流源、温度传感器和电阻之间采用导线依次串联，电阻另一侧安全接地，单片机上设置有三个接口且分别为AD1、AD2和AD3，压控电源包括电流镜、比较电路、放大器、电阻器一和电阻器二，压控电源还包括输入电源和输出电源，输出电源连接到单片机的AD3接口。本实用新型实现单电源供电的运放产生恒流源电路激励温度传感器，以消除外界环境温度变化引入的测量误差；电源可控，设计及操作更灵活简洁，在保证精度的前提下降低成本；信号放大和采集模块放大铂电阻PT1000两端的差值电压，可实现较高精度的测温需求；电路简单，易实现，可扩展多点温度测量。

Description

一种简单的铂电阻测温装置

技术领域

本实用新型涉及铂电阻测温装置技术领域，更具体为一种简单的铂电阻测温装置。

背景技术

铂电阻，简称为：铂热电阻，它的阻值会随着温度的变化而改变。它有PT100和PT1000等等系列产品，它适用于医疗、电机、工业、温度计算、卫星、气象、阻值计算等高精温度设备，应用范围非常之广泛。

热电阻测温，比较常见的是PT100,通过阻值的改变来反应温度，精度高，性能好，成本低，在工业和实验室有着广泛的应用。缺点是检测时需与被测介质充分接触，并要有足够的时间进行热交换，温度反应慢，测温范围窄，且只适合低温度段测量。

热电偶测温，热电偶是将温差的变化转换成电压信号，通过电压信号来反应温度。热电偶测温时与热电阻一样，也要与被测介质直接接触，它的测温范围比热电阻广，但是用热电偶进行测温时，要使用补偿导线进行冷端温度补偿，造价比较高。

红外线测温仪测温，通过探测被测物辐射的红外能量来确定被测物的温度，相比接触式测温的热电阻或热偶，红外线测温仪不需要与被测物进行热交换，因此响应速度快，不仅与此，红外线测温仪的测量范围也比接触式测温设备广。但其缺点是测温视场不能有遮挡。

目前，在现代精密温控领域，被控腔体内需要配备高温度分辨能力的温度测量系统，大多数系统依赖的外部测温仪器虽然达到较高的分辨率，但无法充分发挥控制器的信号读取能力；此外，采用单片机、数模转换器等元件的测温系统也因读取能力有限，限制了其对温度的分辨能力。为此，需要设计一个新的方案给予改进。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种简单的铂电阻测温装置，解决了背景技术中所提出的问题，满足实际使用需求。

为实现上述目的，本实用新型提供如下技术方案：一种简单的铂电阻测温装置，包括：单片机、温度传感器、电流源、压控电源和电阻，所述电流源、温度传感器和电阻之间采用导线依次串联，所述电阻另一侧安全接地，所述单片机上设置有三个接口且分别为AD1、AD2和AD3，所述压控电源包括电流镜、比较电路、放大器、电阻器一和电阻器二，所述压控电源还包括输入电源和输出电源，所述输出电源连接到单片机的AD3接口。

作为本实用新型的一种优选实施方式，所述输入电源、电阻器一、电流镜、电阻器二依次串联，所述电流镜还采用导线连接至放大器的反向输入口，所述放大器的同向输入口采用导线与比较电路连接，所述放大器的输出口连接输出电源，所述电阻器二的输出端采用导线与放大器的输出口至输出电源的导线连接。

作为本实用新型的一种优选实施方式，所述电流镜和比较电源均安全接地。

作为本实用新型的一种优选实施方式，所述单片机的AD1口采用导线连接到电流源与温度传感器之间的串联导线上。

作为本实用新型的一种优选实施方式，所述单片机的AD2口采用导线连接到温度传感器与电阻之间的串联导线上。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果如下：

（1）实现单电源供电的运放产生恒流源电路激励温度传感器，以消除外界环境温度变化引入的测量误差。

（2）电源可控，设计及操作更灵活简洁，在保证精度的前提下降低成本。

（3）信号放大和采集模块放大铂电阻PT1000两端的差值电压，可实现较高精度的测温需求。

（4）电路简单，易实现，可扩展多点温度测量。

附图说明

图1为本实用新型所述铂电阻测温装置的结构图；

图2为本实用新型采用电流镜的压控电源的电路图。

图中:单片机1；电流源2；温度传感器3；电阻4，输入电源5；电阻器一6；电阻器二7；输出电源8；放大器9。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

请参阅图1-2，本实用新型提供一种技术方案：一种简单的铂电阻测温装置，包括：单片机1、温度传感器3、电流源2、压控电源和电阻4，温度传感器3的型号为PT1000，可使用恒流源电路加入稳定的激励电流流过测温电阻，以消除外界环境温度变化引入的测量误差，电流源2、温度传感器3和电阻4之间采用导线依次串联，电阻4另一侧安全接地，单片机1上设置有三个接口且分别为AD1、AD2和AD3，MCU获取AD1端电压为U1，AD2端电压为U2，则铂电阻两端电压值为U=U1-U2,本设置采用电流镜的压控电源（恒流源I），铂电阻的电阻值可用U/I获得，压控电源包括电流镜、比较电路、放大器9、电阻器一6和电阻器二7，使用电流镜的压控电源，可更高效的实现对电源的控制，压控电源还包括输入电源5和输出电源8，输出电源8连接到单片机1的AD3接口，Vout端接MCU的AD3，MCU获取Vout电压值，采用I=Vout/Ra即可获得恒流源电流值。

进一步改进地，如图2所示：输入电源5、电阻器一6、电流镜、电阻器二7依次串联，电流镜还采用导线连接至放大器9的反向输入口，放大器9的同向输入口采用导线与比较电路连接，放大器9的输出口连接输出电源8，电阻器二7的输出端采用导线与放大器9的输出口至输出电源8的导线连接，恒流源驱动电路由信号放大和采集模块放大PT1000两端的差值电压，以实现较高精度的测温需求。

进一步改进地，如图2所示：电流镜和比较电源均安全接地。

进一步改进地，如图1所示：单片机1的AD1口采用导线连接到电流源2与温度传感器3之间的串联导线上。

具体地，单片机1的AD2口采用导线连接到温度传感器3与电阻4之间的串联导线上。

本实用新型在使用时，恒流源驱动电路负责驱动温度传感器PT1000；PT1000随温度变化的电阻信号转换成可测量的电压信号；将测得的电压信号进行数据处理，获取温度变化值。

最后应说明的是：以上所述仅为本实用新型的优选实施例而已，并不用于限制本实用新型，尽管参照前述实施例对本实用新型进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换。凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (5)

1.一种简单的铂电阻测温装置，包括：单片机（1）、温度传感器（3）、电流源（2）、压控电源和电阻（4），其特征在于：所述电流源（2）、温度传感器（3）和电阻（4）之间采用导线依次串联，所述电阻（4）另一侧安全接地，所述单片机（1）上设置有三个接口且分别为AD1、AD2和AD3，所述压控电源包括电流镜、比较电路、放大器（9）、电阻器一（6）和电阻器二（7），所述压控电源还包括输入电源（5）和输出电源（8），所述输出电源（8）连接到单片机（1）的AD3接口。

2.根据权利要求1所述的一种简单的铂电阻测温装置，其特征在于：所述输入电源（5）、电阻器一（6）、电流镜、电阻器二（7）依次串联，所述电流镜还采用导线连接至放大器（9）的反向输入口，所述放大器（9）的同向输入口采用导线与比较电路连接，所述放大器（9）的输出口连接输出电源（8），所述电阻器二（7）的输出端采用导线与放大器（9）的输出口至输出电源（8）的导线连接。

3.根据权利要求1所述的一种简单的铂电阻测温装置，其特征在于：所述电流镜和比较电源均安全接地。

4.根据权利要求1所述的一种简单的铂电阻测温装置，其特征在于：所述单片机（1）的AD1口采用导线连接到电流源（2）与温度传感器（3）之间的串联导线上。

5.根据权利要求1所述的一种简单的铂电阻测温装置，其特征在于：所述单片机（1）的AD2口采用导线连接到温度传感器（3）与电阻（4）之间的串联导线上。

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