CN220206888U - 一种用于熔点仪温度测量的高精度ad测量转换电路 - Google Patents
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Abstract
一种用于熔点仪温度测量的高精度AD测量转换电路，其特征在于：它包括铂电阻PT100(1)，所述铂电阻PT100(1)的两端分别连接到高精度恒流源(2)和基准电压(3)，高精度运算放大器U1A(4)的第二接线端和第三接线端分别连接到铂电阻PT100(1)的两端，第二电阻(5)的两端分别连接到所述高精度运算放大器U1A(4)的第二接线端和第一接线端，第一电阻(6)的一端连接到所述高精度运算放大器U1A(4)的第三接线端，另一端接地；本测量转换电路提高了熔点仪的测量精度。
Description
技术领域
本实用新型属于物质分析技术领域，具体讲就是涉及一种用于熔点仪温度测量的高精度AD测量转换电路。
背景技术
物质的熔点是指该物质由固态变为液态时的温度。在有机化学领域中，熔点测定是辨认物质本性的基本手段，也是纯度测定的重要方法之一。因此熔点仪在化学工业、医药研究中具有重要地位，是生产药物、香料、染料及其他有机晶体物质的必备仪器。
随着工业和科技的发展，作为一种传统和被广泛应用到测量仪器，越来越多的行业对熔点仪的功能和性能方便提出了更高的要求。如更高的测量温度，更高的测量精度，等等。传统熔点仪的温度测量电路有温度传感器(铂电阻，热电偶)，信号放大电路，模数转换器，处理器构成。电路的工作流程是，温度传感器在温度变化时，自身阻值发生改变，测量电路对阻值采样后，将阻值变化转为电压信号。电压信号经过运算放大器放大后，送入模数转换器转变为数字信号，处理器获得数字信号的数值后，经过一系列方程运算，最终获得测量的精确温度值。
现有技术中，传统熔点仪的测量精度都不高。存在以下几个方面的缺陷：
(1)采用2线制温度传感器，2线制温度传感器是广泛应用于测量领域的元件，价廉物美，但是，两线制温度传感器的引线电阻并不能随温度变化而改变，当引线较长时，无法真实反映温度的细小变化，极大的影响传感器准确度。
(2)传感器阻值采样使用固定电压分压方式，采用固定电压分压方式采样，电路简单，只需提供5V或3.3V等固定电压，即可实现传感器阻值采样。但是，固定电压会使得温度传感器上流过大小不定的电流，这些电流会造成温度传感器在长时间工作时，自身温度的升高，虽然发热量不大，但是在高精度测量时，仍会造成温度测量的偏移，影响测量的重复性。
(3)运算放大电路的温度漂移，熔点仪在工作时，加热炉的高温会辐射到仪器内部，若用于测温电路的元件，如放大器等的温度漂移系数较大，就会造成温度测量的偏移。
实用新型内容
本实用新型的目的就是针对上述现有的熔点仪存在的缺陷，提供一种用于熔点仪温度测量的高精度AD测量转换电路，采用4线制高精度PT100铂电阻作为温度传感器，采用高精度恒流源作为铂电阻的驱动源，提供温度采样所需的电压信号，温度值采样后的电压信号放大电路的关键元器件使用温漂系数<2ppm/℃的低温漂元件采用24bit高精度AD转换芯片，保证温度采样值的细微变化都能准确的通过AD转换芯片被处理器获得。从而提高了熔点仪的测量精度。
技术方案
为了实现上述技术目的，本实用新型提供的一种用于熔点仪温度测量的高精度AD测量转换电路，其特征在于：它包括铂电阻PT100，所述铂电阻PT100的两端分别连接到高精度恒流源和基准电压，高精度运算放大器U1A的第二接线端和第三接线端分别连接到铂电阻PT100的两端，第二电阻的两端分别连接到所述高精度运算放大器U1A的第二接线端和第一接线端，第一电阻的一端连接到所述高精度运算放大器U1A的第三接线端，另一端接地；
高精度运算放大器U1B的第四接线端连接到所述高精度运算放大器U1A的第一接线端，所述高精度运算放大器U1B的第五接线端连接到模数转换器，第四电阻的一端连接到所述高精度运算放大器U1B的第六接线端，另一端接地，第三电阻的一端连接到所述高精度运算放大器U1B6的第四接线端，另一端接到所述高精度运算放大器U1B的第五接线端，AM处理器和基准电压连接到模数转换器。
进一步地，所述铂电阻PT100为4线制铂电阻PT100。
进一步地，所述模数转换器为高精度24bit模数转换器。
有益效果
本实用新型提供的一种用于熔点仪温度测量的高精度AD测量转换电路，采用4线制高精度PT100铂电阻作为温度传感器，采用高精度恒流源作为铂电阻的驱动源，提供温度采样所需的电压信号，温度值采样后的电压信号放大电路的关键元器件使用温漂系数<2ppm/℃的低温漂元件采用24bit高精度AD转换芯片，保证温度采样值的细微变化都能准确的通过AD转换芯片被处理器获得。从而提高了熔点仪的测量精度。
附图说明
为了更清楚地说明本实用新型实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本实用新型的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。
附图1是本实用新型实施例中的电路连接图；
具体实施方式
为使本申请实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地说明，显然，所描述的实施例是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，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，都属于本申请保护的范围。
需要说明的是，当组件被称为“固定于”或“设置于”另一个组件，它可以直接在另一个组件上或者也可以存在居中的组件。当一个组件被认为是“连接”另一个组件，它可以是直接连接到另一个组件或者可能同时存在居中组件。本申请的说明书所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“上”、“下”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的，并不表示是唯一的实施方式。
此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指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”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本申请的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。
在本申请中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”、“下”可以是第一特征直接和第二特征接触，或第一特征和第二特征间接地通过中间媒介接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方，或仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅表示第一特征水平高度小于第二特征。
除非另有定义，本申请的说明书所使用的所有的技术和科学术语与属于本申请的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。在本申请的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施方式的目的，不是旨在于限制本申请。本申请的说明书所使用的术语“及/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。
实施例
如附图1所示，一种用于熔点仪温度测量的高精度AD测量转换电路，它包括铂电阻PT1001，所述铂电阻PT1001的两端分别连接到高精度恒流源2和基准电压3，高精度运算放大器U1A4的第二接线端和第三接线端分别连接到铂电阻PT1001的两端，第二电阻5的两端分别连接到所述高精度运算放大器U1A4的第二接线端和第一接线端，第一电阻6的一端连接到所述高精度运算放大器U1A4的第三接线端，另一端接地。
高精度运算放大器U1B10的第四接线端连接到所述高精度运算放大器U1A4的第一接线端，所述高精度运算放大器U1B10的第五接线端连接到模数转换器7，第四电阻8的一端连接到所述高精度运算放大器U1B10的第六接线端，另一端接地，第三电阻9的一端连接到所述高精度运算放大器U1B10的第四接线端，另一端接到所述高精度运算放大器U1B10的第五接线端，AM处理器11和基准电压3连接到模数转换器7。所述铂电阻PT1001为4线制铂电阻PT100。所述模数转换器7为高精度24bit模数转换器。
本实施例的工作原理是，4线制铂电阻PT100、高精度运算放大器U1A,U1B以及高精度恒流源V1,通过开尔文连接方式，组成温度采样电路。恒流源输出微安级的电流，提供铂电阻的采样电源，有效的解决铂电阻大电流自发热的问题。同时，采用开尔文连接方式，使得电流源的电流不会流经铂电阻引线，铂电阻两端的电压与高精度运算放大器的AD采样输入端电压一致，从而有效的剔除了铂电阻引线内阻的影响。通过2级运算放大器的放大处理，最终的电压信号进入AD转换芯片。恒流源的电流通过电路处理后，生成基准电压，输入到AD转换芯片的基准电压端。由于采样电路和基准电压有着同一个基准源，因此，即使由于外部的干扰造成采样电压的漂移，基准电压也会跟着同步漂移，AD芯片转换时，最终的AD转换数字输出值不会变化。24bit的AD转换芯片可以输出高达50万以上的有效数字量，从而保证高精度的温度测量。
本电路不仅在熔点仪上应用，还可以广泛应用于其他需要高精度温度测量的设备和仪器上。
Claims (3)
1.一种用于熔点仪温度测量的高精度AD测量转换电路，其特征在于：它包括铂电阻PT100(1)，所述铂电阻PT100(1)的两端分别连接到高精度恒流源(2)和基准电压(3)，高精度运算放大器U1A(4)的第二接线端和第三接线端分别连接到铂电阻PT100(1)的两端，第二电阻(5)的两端分别连接到所述高精度运算放大器U1A(4)的第二接线端和第一接线端，第一电阻(6)的一端连接到所述高精度运算放大器U1A(4)的第三接线端，另一端接地；
高精度运算放大器U1B(10)的第四接线端连接到所述高精度运算放大器U1A(4)的第一接线端，所述高精度运算放大器U1B(10)的第五接线端连接到模数转换器(7)，第四电阻(8)的一端连接到所述高精度运算放大器U1B(10)的第六接线端，另一端接地，第三电阻(9)的一端连接到所述高精度运算放大器U1B(10)的第四接线端，另一端接到所述高精度运算放大器U1B(10)的第五接线端，AM处理器(11)和基准电压(3)连接到模数转换器(7)。
2.如权利要求1所述的一种用于熔点仪温度测量的高精度AD测量转换电路，其特征在于：所述铂电阻PT100(1)为4线制铂电阻PT100。
3.如权利要求1所述的一种用于熔点仪温度测量的高精度AD测量转换电路，其特征在于：所述模数转换器(7)为高精度24bit模数转换器。
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