CN216351877U - 一种多路温度采集电路 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种多路温度采集电路。包括多路温度采集通道，模拟开关和MCU；每路采集通道，包括热电偶和运算放大器；模拟开关，其具有多个输入端和一个输出端，所述多个输入端分别连接各个采集通道，输出端连接所述MCU；MCU，控制连接所述模拟开关。本实用新型不仅减少了所采用的元件数量，降低了成本，而且还有效地降低了模拟开关内阻对测量精度的影响。

Description

一种多路温度采集电路

技术领域

本实用新型涉及一种多路温度采集电路。

背景技术

热电偶是工业领域中广泛使用的一种温度传感器。热电偶是一种无源传感器，测量时不需外加电源，使用十分方便，所以常被用作气体或液体的温度及固体的表面温度的测量。

例如在电机等设备中，需要在不同的位置预埋或者安装热电偶，采集各个热电偶的信号，进而计算出温度值。采用热电偶进行多路采集时，由于需要预埋或安装热电偶的检测点较多，因此相应地需要多个温度采集电路对热电偶信号进行处理，造成设备整体成本较高。

实用新型内容

本实用新型旨在提供一种多路温度采集电路，用于解决多路温度采集电路成本较高的问题，同时还能够保证测量的精度。

一种多路温度采集电路，包括多路温度采集通道，模拟开关和MCU；每路采集通道，包括热电偶和运算放大器；模拟开关，其具有多个输入端和一个输出端，所述多个输入端分别连接各个采集通道，输出端连接所述MCU；MCU，控制连接所述模拟开关。

在一个实施例中，所述热电偶还连接有基准电压电路。

在一个实施例中，所述热电偶的测量信号通过第一输入电阻（R25）连接所述运算放大器的反相输入端；所述运算放大器的同相输入端连接第二输入电阻（R26）和第三输入电阻（R27）一端的连接点，所述第二输入电阻（R26）和第三输入电阻（R27）的另一端分别连接参考电压（IN0）和基准电压（VREF）。

在一个实施例中，所述模拟开关具有多个控制端，所述控制端连接所述MCU。

在一个实施例中，所述热电偶为PT100。

在一个实施例中，所述模拟开关为八选一模拟开关。

本实用新型利用一个多路模拟开关连接多个热电偶，通过轮询的方式对多个热电偶测量的信号进行处理，从而减少了所采用的元件数量，降低了成本。另外，热电偶的测量值对阻值非常敏感，模拟开关的内阻会对测量值产生影响，而且模拟开关的通道数量越多，内阻会越大。因此，为了减少内阻，本实用新型在模拟开关前端加入运算放大电路，有效地降低了模拟开关内阻对测量精度的影响。

附图说明

通过参考附图阅读下文的详细描述，本实用新型示例性实施方式的上述以及其他目的、特征和优点将变得易于理解。在附图中，以示例性而非限制性的方式示出了本实用新型的若干实施方式，并且相同或对应的标号表示相同或对应的部分，其中：

图1是根据本实用新型实施例的多路温度采集电路的原理图；

图2是根据本实用新型实施例的基准电压电路的原理图；

图3是根据本实用新型实施例的运算放大电路的原理图；

图4是用于触点吸合保护的模拟开关电路的原理图。

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。

下面结合附图来详细描述本实用新型的具体实施方式。

如图1所示的一种多路温度采集电路。作为举例，图中示出了8路采集通道，第一采集通道包括：第一热电偶T1和第一运算放大器U1A，第二采集通道包括：第二热电偶T2和第二运算放大器U2A……第八采集通道包括：第八热电偶T8和第八运算放大器U8A。在一个实施例中，热电偶可以采用PT100。

多路采集通道的运算放大器连接一个模拟开关，例如该模拟开关为至少八选一模拟开关，模拟开关连接MCU。该多路温度采集电路的原理是：每个热电偶测量的信号经过对应的运算放大器放大后，接入模拟开关的一个输入端。在每个时间片，选择一个通道，即选择一个热电偶的测量信号通过模拟开关的输出端连接到MCU。例如在一个时间片，第一热电偶T1测量的信号经过运算放大器U1A和模拟开关送入MCU。在下一个时间片，第二热电偶T2测量的信号经过运算放大器U2A和模拟开关送入MCU。依次类推，八个热电偶均可以将采集的信号送入MCU。时间片的长度可以由MCU控制，即MCU通过控制模拟开关轮询各个通道，以获取温度测量信号。

具体地，图2至图3展示了第一通道的电路原理图。其他通道的电路原理图与第一通道类似，因此不再展示。

如图2所示，第一热电偶T1还连接有基准电压VREF，基准电压电路包括稳压芯片V1，稳压芯片V1可以采用市售产品，其输入端连接电源电压VCC，输出端连接基准电压VREF。第一热电偶T1连接有基准电压VREF，用于提高检测范围。在一个实施例中，稳压芯片V1可以选用LM7812。

如图3所示，IN1为第一热电偶T1的输出信号，其通过一个输入端子R25连接第一运算放大器U1A的反相输入端。IN0为参考电压，根据基准电压VREF分压得到，第一运算放大器U1A的同相输入端连接电阻R26和电阻R27一端的连接点，电阻R26和电阻R27的另一端分别连接IN0和VREF。第一运算放大器U1A构成差模放大器，上述连接方式能够提高运算放大器的性能，减少功耗和共模干扰。

另外，第一运算放大器U1A的输出端CH0连接模拟开关的输入端。如图4所示，模拟开关U3的输入端包括CH0至CH7共八个输入端，还包括输出端COM，以及A、B、C三个控制端。控制端用于连接MCU，MCU通过改变三个控制端的电平状态来实现对模拟开关通道的选择。例如，MCU控制ABC输出000，则选择第一通道，使第一输入端CH0连接输出端COM。又如，MCU控制ABC输出001，则选择第二通道，使第二输入端CH1连接输出端COM。再如，MCU控制ABC输出111，则选择第八通道，使第八输入端CH7连接输出端COM。在一个实施例中，八选一模拟开关可以选择CD4051。

以上实施例的电路中，采用运算放大器的作用包括：第一，对热电偶的测量信号进行放大；第二，也是更为重要的，由于热电偶的测量值对阻值非常敏感，模拟开关的内阻会对测量值产生影响，在模拟开关前端加入运算放大电路能够有效地降低模拟开关内阻对测量精度的影响。

在本说明书的上述描述中，除非另有明确的规定和限定，术语“固定”、“安装”、“相连”或“连接”等术语应该做广义的理解。例如，就术语“连接”来说，其可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，或者可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。因此，除非本说明书另有明确的限定，本领域技术人员可以根据具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

另外，本说明书中所使用的术语“第一”或“第二”等用于指代编号或序数的术语仅用于描述目的，而不能理解为明示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”或“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本说明书的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个或更多个等，除非另有明确具体的限定。

虽然本说明书已经示出和描述了本实用新型的多个实施例，但对于本领域技术人员显而易见的是，这样的实施例只是以示例的方式提供的。本领域技术人员会在不偏离本实用新型思想和精神的情况下想到许多更改、改变和替代的方式。应当理解的是在实践本实用新型的过程中，可以采用对本文所描述的本实用新型实施例的各种替代方案。所附权利要求书旨在限定本实用新型的保护范围，并因此覆盖这些权利要求范围内的模块组成、等同或替代方案。

Claims (6)

1.一种多路温度采集电路，其特征在于，包括多路温度采集通道，模拟开关和MCU；

每路采集通道，包括热电偶和运算放大器；

模拟开关，其具有多个输入端和一个输出端，所述多个输入端分别连接各个采集通道，输出端连接所述MCU；

MCU，控制连接所述模拟开关。

2.根据权利要求1所述的多路温度采集电路，其特征在于，所述热电偶还连接有基准电压电路。

3.根据权利要求2所述的多路温度采集电路，其特征在于，所述热电偶的测量信号通过第一输入电阻（R25）连接所述运算放大器的反相输入端；所述运算放大器的同相输入端连接第二输入电阻（R26）和第三输入电阻（R27）一端的连接点，所述第二输入电阻（R26）和第三输入电阻（R27）的另一端分别连接参考电压（IN0）和基准电压（VREF）。

4.根据权利要求3所述的多路温度采集电路，其特征在于，所述模拟开关具有多个控制端，所述控制端连接所述MCU。

5.根据权利要求1至3任一项所述的多路温度采集电路，其特征在于，所述热电偶为PT100。

6.根据权利要求1至3任一项所述的多路温度采集电路，其特征在于，所述模拟开关为八选一模拟开关。

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