CN211824796U - 一种基于pt100的带有断线检测的温度检测装置 - Google Patents
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Abstract
一种基于PT100的带有断线检测的温度检测装置，包括基准电源、桥式电路，二极管D7和差分电路。桥式电路包括第一电阻R2、第二电阻R3、第三电阻R12，由第二电阻R3、第三电阻R12上下串联成右桥臂，第一电阻R2通过端子连接被测的PT100，与PT100的电阻R11上下串联成左桥臂；PT100的下端还接地；二极管D7正极与右桥臂下端相连，负极接地。桥式电路的输入端连接基准电源，输出端连接差分电路的输入端，差分电路的输出端为装置的信号输出端。应用桥式电路及差分电路为PT100铂电阻设计了一种精度较高的温度采集装置。同时应对生产或运输过程中接线松动问题，提供了断线检测的解决方案，提高了装置在实际民用及工业领域的实用性，解决了该领域容易发生的问题。
Description
技术领域
本实用新型涉及检测电路技术领域，特别涉及一种基于PT100的带有断线检测的温度检测装置。
背景技术
PT100是很广泛应用的测温元件，是一种电阻值随温度变化而改变的温度传感器，其优势包括高精度，稳定性好，抗干扰能力强等。是工业生产过程中最常用的温度传感器。温度测量电路主要由传感器、测量电路及连接导线组成，在现有测量电路中，一些简单的电路测量误差较大，精度不高，且没有断线检测功能，PT100连接线松动仍能输出一个电压或者电流值，导致温度检测异常而不知原因。
发明内容
为了解决背景技术提出的技术问题，本实用新型提供一种基于PT100的带有断线检测的温度检测装置，应用桥式电路及差分电路为PT100铂电阻设计了一种精度较高的温度采集装置。同时应对生产或运输过程中接线松动问题，提供了断线检测的解决方案，提高了装置在实际民用及工业领域的实用性，解决了该领域容易发生的问题。
为了达到上述目的，本实用新型采用以下技术方案实现：
一种基于PT100的带有断线检测的温度检测装置，所述的检测装置包括基准电源、桥式电路，二极管D7和差分电路。
所述的桥式电路包括第一电阻R2、第二电阻R3、第三电阻R12，由第二电阻R3、第三电阻R12上下串联成右桥臂，第一电阻R2通过端子连接被测的PT100，与PT100的电阻R11上下串联成左桥臂；PT100的下端还进行接地连接；
二极管D7正极与右桥臂下端相连，负极接地。
桥式电路的输入端连接基准电源，输出端连接差分电路的输入端，差分电路的输出端为所述的检测装置的信号输出端。
所述的基准电源是由稳定电压源U1：TL431构成的稳压源，输出为+5V，供桥式电路分压采集使用。
所述的差分电路是由差分运算放大器U2组成的差分电路，配合前端的桥式电路将所采集到的信号进行差值运算，并将运算结果进行输出。
所述的被测的PT100为三线制的热电阻PT100。
与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：
1)桥式电路是由三个电阻和PT100铂电阻进行两串两并形成桥式电路，由基准电源接入桥式电路形成电压差，通过采集这个电压差来来体现PT100的阻值变化，从而获得待测温度；
2)本电路还具有断线检测功能，当PT100连接线正常接入温度检测装置时，二极管D7上端与PT100连接，被PT100接地短路，二极管D7不导通；当PT100连接线松动，没有正常接入检测装置时，二极管D7导通，差分电路的偏置电压成最大，检测装置输出电压达到最大，温度信号的接收装置接收到此信号时，可以进行PT100接线异常报警，从而防止由于PT100接线异常导致温度检测异常的情况发生，可以预警出接线松动、虚接等问题；
3)差分电路可以配合前端的桥式电路将所采集到的信号进行差值运算，极大降低整个电路上的工模干扰，同时可以调整信号采集的放大倍数，以便供外部信号采集处理的设备使用。
附图说明
图1是本实用新型的一种基于PT100的带有断线检测的温度检测装置的电路图；
图2是本实用新型与PT100连接成的桥式电路图。
图中：1-基准电源 2-桥式电路 3-差分电路
具体实施方式
以下结合附图对本实用新型提供的具体实施方式进行详细说明。
如图1所示，一种基于PT100的带有断线检测的温度检测装置，所述的检测装置包括基准电源1、桥式电路2，二极管D7和差分电路3。
如图2所示，所述的桥式电路2包括第一电阻R2、第二电阻R3、第三电阻R12，由第二电阻R3、第三电阻R12上下串联成右桥臂，第一电阻R2通过端子连接被测的PT100，与PT100的电阻R11上下串联成左桥臂；PT100的下端还进行接地连接；
如图1所示，二极管D7正极与右桥臂下端相连，负极接地。
如图1所示，桥式电路2的输入端连接基准电源1，输出端连接差分电路3的输入端，差分电路3的输出端为所述的检测装置的信号输出端。
所述的基准电源电路1是以U1(TL431)为核心器件制成的稳定电压源，经过R5、R8的阻值适当配置将电压值设计为+5V，供桥式电路分压采集使用。
所述的差分电路3是由差分运算放大器U2组成的差分电路，配合前端的桥式电路2将所采集到的信号进行差值运算，并将运算结果进行输出。
所述的被测的PT100为三线制的热电阻PT100。
桥式电路2内包含PT100传感器，其接线方式如图2所示，左桥臂由电阻R2和R11(PT100铂电阻)组成，右桥臂由R3、R12电阻组成。本设计考虑实际使用情况，一般PT100传感器的铂电阻与检测电路距离较远，所以连接线上会有寄生阻抗，从而影响温度采集精度，所以本实用新型设计如图2这种三线制PT100的桥式接法，使得左桥臂电阻实际为电阻R2、R11(PT100铂电阻)、三线制的一线line1的电阻Rline1、三线line3的电阻Rline3组成，右桥臂电阻实际为R3、R12、三线制的二线line2的电阻Rline2、三线line3的电阻R line3电阻组成，这样在后面的差分电路中，会把在左桥臂中Rline1、Rline3形成的压降和右桥臂中Rline2、Rline3形成的压降减掉，从而极大减少线上的寄生阻抗对信号采集的影响。
图1中的用于断线检测的二极管D7，连接在桥式电路2的右桥臂上，当PT100连接线正常接入温度检测装置时，D7会被旁路掉，并不工作，桥式电路2正常工作，R7和R10的电压差是mV级别进入差分电路。当PT100连接线松动，没有正常接入检测电路时，二极管D7工作，将右桥臂通过二极管拉到地电位，此时是使得采集到的电压差变大R10电压是5V，R7电压是5V在R12上的分压，此时R7和R10的电压差是4V以上级别进入差分电路，通过差分电路3放大，使输出电压达到最大值15V(供电电压)，温度信号的接收装置接收到此信号时，可以进行PT100接线异常报警，从而防止由于PT100接线异常导致温度检测异常的情况发生，可以预警出接线松动、虚接等问题。
图1中的差分电路3即为标准的基于运放的差分电路，可采集两端输入电压的差值，并且可以将采集电压放大，此处差分电路中运放U2周围的电阻设计为R7＝R10，R1＝R13，放大倍数设计为R1/R7倍。
图1中还有电压钳位二极管D1和D2，是设置改温度检测装置的输出电压在异常情况不得超过±15V，对输出电压做了一个限制，以免损坏用户端的温度接收装置。
图1中还有滤波电容C1-C5，其中C1、C2电容是为基准电源滤波用的，使得基准电源更抗干扰。C4、C5是±15V电源滤波用的，使得±15V供电电源更稳定。C3电容是温度检测装置输出电压滤波使用，使得输出电压更稳定。
以上实施例在以本实用新型技术方案为前提下进行实施，给出了详细的实施方式和具体的操作过程，但本实用新型的保护范围不限于上述的实施例。上述实施例中所用方法如无特别说明均为常规方法。
Claims (4)
1.一种基于PT100的带有断线检测的温度检测装置，其特征在于，所述的检测装置包括基准电源、桥式电路，二极管D7和差分电路；
所述的桥式电路包括第一电阻R2、第二电阻R3、第三电阻R12，由第二电阻R3、第三电阻R12上下串联成右桥臂，第一电阻R2通过端子连接被测的PT100，与PT100的电阻R11上下串联成左桥臂；PT100的下端还接地；
二极管D7正极与右桥臂下端相连，负极接地；
桥式电路的输入端连接基准电源，输出端连接差分电路的输入端，差分电路的输出端为所述的检测装置的信号输出端。
2.根据权利要求1所述的一种基于PT100的带有断线检测的温度检测装置，其特征在于，所述的基准电源是由稳定电压源U1：TL431构成的稳压源，输出为+5V，供桥式电路分压采集使用。
3.根据权利要求1所述的一种基于PT100的带有断线检测的温度检测装置，其特征在于，所述的差分电路是由差分运算放大器U2组成的差分电路，配合前端的桥式电路将所采集到的信号进行差值运算，并将运算结果进行输出。
4.根据权利要求1所述的一种基于PT100的带有断线检测的温度检测装置，其特征在于，所述的被测的PT100为三线制的热电阻PT100。
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| CN114326504A (zh) * | 2021-12-28 | 2022-04-12 | 深圳市和田古德自动化设备有限公司 | 一种电子产品焊锡设备智能控制系统 |
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| CN114326504B (zh) * | 2021-12-28 | 2024-03-26 | 深圳市和田古德自动化设备有限公司 | 一种电子产品焊锡设备智能控制系统 |
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