CN215639834U - 一种双恒流源热电阻测温电路 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种双恒流源热电阻测温电路，包括热电阻、仪表放大器，所述热电阻的一端通过导线与第一恒流源的输出端连接，所述热电阻的另一端通过导线与蓄电池连接，所述热电阻的另一端还通过导线串联第三电阻后与第二恒流源的输出端连接；所述仪表放大器的同相输入端通过导线与第一恒流源的输出端连接，所述仪表放大器的反相输入端通过导线与第二恒流源的输出端连接。本实用新型结构简单，设计合理，使用双恒流源对热电阻进行测量，在测量过程中对热电阻上的导线进行补偿，通过双电流抵消导线电阻对热电阻测量精度的影响，实现热电阻的精密测量。
Description
技术领域
本实用新型涉及电子技术领域，尤其涉及一种双恒流源热电阻测温电路。
背景技术
常规的热电阻使用三线制进行测量，三线制引线方式是在热电阻的根部的一端连接一根引线，另一端连接两根引线。也是实际应用中最常见的接法。具体接线方法如附图3所示，图中：Rt：热电阻，RL1：导线R1的等效电阻，RL2：导线L2的等效电阻，RL3：导线L3的等效电阻。三线制的引线方式增加了一根导线用以补偿连接导线的电阻引起的测量误差，三线制要求三根导线的材质、线径、长度一致且工作温度相同，使三根导线的电阻值相同，即RL1=RL2=RL3。通过导线L1、L2给热电阻施加激励电流信号，测得电势V1、V2、V3，导线L3接入高输入阻抗电路，IL3≈0。那么热电阻的阻值Rt计算如下：（V1-V2）/I=Rt+RL1+RL2，（V3-V2）/I=RL2，RL1=RL2=RL3，则Rt=（V1-V2）/I-2RL2=（V1+V2-2V3）/I。从公式可以看出，热电阻值最后与RL线路电阻没有关系，从而也就消除了导线线路电阻带来的测量误差。由此可以看出，三线制需要对多个测点电压进行准确测量，之后再进行计算消除导线电阻，才能精确测量出对应的温度，其本身有着测量电路复杂、受器件性能影响大、调试难度较高、不确定性较多等问题，因此测量精度相对较低。
发明内容
本实用新型目的是解决上述技术问题，提供一种双恒流源热电阻测温电路。
为了实现上述技术目的，达到上述的技术要求，本实用新型所采用的技术方案是：一种双恒流源热电阻测温电路，包括热电阻、仪表放大器，其特征在于：所述热电阻的一端通过导线与第一恒流源的输出端连接，所述热电阻的另一端通过导线与蓄电池连接，所述热电阻的另一端还通过导线串联第三电阻后与第二恒流源的输出端连接；所述仪表放大器的同相输入端通过导线与第一恒流源的输出端连接，所述仪表放大器的反相输入端通过导线与第二恒流源的输出端连接；所述第一恒流源、第二恒流源的输入端相互连接；所述仪表放大器的增益电阻引脚间设置有第一电阻，所述仪表放大器的参考引脚连接第二电阻后与蓄电池连接，所述第二电阻的两端并联有第二电容。
优选的：所述热电阻设置为铂热电阻。
优选的：电路中每条导线的电阻值相等。
优选的：所述第一恒流源与第二恒流源的输出电流相等。
与传统结构相比，本实用新型的有益效果：结构简单，设计合理，成本低，调试难度低，测量精度高。使用双恒流源对RTD热电阻进行测量，能克服传统的热电阻在使用三线制时，热电阻受导线电阻的影响导致测量温度不准的问题。在测量过程中对热电阻上的导线进行补偿，通过双电流抵消导线电阻对热电阻测量精度的影响，实现热电阻的精密测量。
附图说明
图1为本实用新型电路结构图；
图2为实施例1电路结构图；
图3为热电阻三线制引线方式图；
在图中：1.热电阻，2.第一恒流源，3.第二恒流源，4.仪表放大器，5.蓄电池，6.导线电阻；R1：第一电阻，R2：第二电阻，R2：第三电阻，C2：第二电容。
具体实施方式
下面对本实用新型作进一步说明。
参照附图，一种双恒流源热电阻测温电路，包括热电阻1、仪表放大器4，其特征在于：所述热电阻1的一端通过导线与第一恒流源2的输出端连接，所述热电阻1的另一端与蓄电池连接，所述热电阻1的另一端还通过导线串联第三电阻后与第二恒流源3的输出端连接；所述仪表放大器4的同相输入端通过导线与第一恒流源2的输出端连接，所述仪表放大器4的反相输入端通过导线与第二恒流源3的输出端连接；所述第一恒流源2、第二恒流源3的输入端相互连接；所述仪表放大器4的增益电阻引脚间设置有第一电阻，所述仪表放大器4的参考引脚连接第二电阻后与蓄电池连接，所述第二电阻的两端并联有第二电容。
本优选实施例中，所述热电阻1设置为铂热电阻。
本优选实施例中，电路中每条导线的电阻值相等。
本优选实施例中，所述第一恒流源2与第二恒流源3的输出电流相等。
具体实施时，每条导线的导线电阻必须相等，以消除误差。此外，第一恒流源2、第二恒流源3输出电流要平等，保证一致。RTD热电阻上与第一恒流源2、第二恒流源3连接的两条导线上产生的电压相等且极性相反，因此仪表放大器4输入端电压仅来自RTD热电阻1两端的电压。
实施例1：RTD热电阻的电阻值为148Ω，第一恒流源、第二恒流源输出电流均为100µA，RTD热电阻下降电压为14.8mV，电路中每条导线电阻均为10Ω，则RTD热电阻两端与第一恒流源2、第二恒流源3连接的两条导线的电压为1mV，可以将1mV压降直接抵消。最后，第三根导线上的电压（2mV）会在共模电压中产生一个小的偏移，能进行准确测量。通过匹配的相同输出的恒流源，电流控制在100µA，对铂热电阻PT-100和铂热电阻PT-1000 很有效，测量精度很高。
本实用新型的上述实施例，仅仅是清楚地说明本实用新型所做的举例，但不用来限制本实用新型的保护范围，所有等同的技术方案也属于本实用新型的范畴，本实用新型的专利保护范围应由各项权利要求限定。
Claims (4)
1.一种双恒流源热电阻测温电路，包括热电阻（1）、仪表放大器（4），其特征在于：所述热电阻（1）的一端通过导线与第一恒流源（2）的输出端连接，所述热电阻（1）的另一端与蓄电池连接，所述热电阻（1）的另一端还通过导线串联第三电阻后与第二恒流源（3）的输出端连接；所述仪表放大器（4）的同相输入端通过导线与第一恒流源（2）的输出端连接，所述仪表放大器（4）的反相输入端通过导线与第二恒流源（3）的输出端连接；所述第一恒流源（2）、第二恒流源（3）的输入端相互连接；所述仪表放大器（4）的增益电阻引脚间设置有第一电阻，所述仪表放大器（4）的参考引脚连接第二电阻后与蓄电池连接，所述第二电阻的两端并联有第二电容。
2.根据权利要求1所述的一种双恒流源热电阻测温电路，其特征在于：所述热电阻（1）设置为铂热电阻。
3.根据权利要求1所述的一种双恒流源热电阻测温电路，其特征在于：电路中每条导线的电阻值相等。
4.根据权利要求1所述的一种双恒流源热电阻测温电路，其特征在于：所述第一恒流源（2）与第二恒流源（3）的输出电流相等。
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