CN108020339A

CN108020339A - 一种免输入标定的热电阻测量电路

Info

Publication number: CN108020339A
Application number: CN201711431799.XA
Authority: CN
Inventors: 万驹
Original assignee: Guangzhou Xi Tai Automatic Control Equipment Co Ltd
Current assignee: Guangzhou Xi Tai Automatic Control Equipment Co Ltd
Priority date: 2017-12-25
Filing date: 2017-12-25
Publication date: 2018-05-11

Abstract

本发明公开了一种免输入标定的热电阻测量电路，包括输入单元、模拟开关单元和微控制器，输入单元包括电源、第一电阻、第二电阻和待测热电阻，电源分别与第一电阻、第二电阻和待测热电阻串联；模拟开关单元的第一输入端分别与第一电阻、第二电阻和待测热电阻的一端连接；模拟开关单元的第二输入端分别与第一电阻、第二电阻和待测热电阻的另一端连接；模拟开关单元的第一输出端和第二输出端分别与微控制器的输入端连接；模拟开关单元的第一控制端和第二控制端分别与微控制器的输出端连接。本发明提供的免输入标定的热电阻测量电路，其无需标定输入，节约了时间，提高生产效率；有效避免因人为原因造成的错误及故障。

Description

一种免输入标定的热电阻测量电路

技术领域

本发明涉及一种免输入标定的热电阻测量电路。

背景技术

智能型热电阻测量装置，例如：各种热电阻温度变送器、热电阻温度显示器，在出厂前都需要标定输入。标定输入是指将精密电阻箱分别调到零点电阻、满度电阻，智能型热电阻测量装置记录下此时的电阻值做为基准。此种方法比较耗时间，对标定设备及人员的要求高。

发明内容

针对现有技术的缺点，本发明的目的是提供一种免输入标定的热电阻测量电路，其无需标定输入，节约了时间，提高生产效率；有效避免因人为原因造成的错误及故障。

为实现上述目的，本发明提供了一种免输入标定的热电阻测量电路，包括输入单元、模拟开关单元和微控制器，输入单元包括电源、第一电阻、第二电阻和待测热电阻，电源分别与第一电阻、第二电阻和待测热电阻串联；模拟开关单元的第一输入端分别与第一电阻、第二电阻和待测热电阻的一端连接；模拟开关单元的第二输入端分别与第一电阻、第二电阻和待测热电阻的另一端连接；模拟开关单元的第一输出端和第二输出端分别与微控制器的输入端连接；模拟开关单元的第一控制端和第二控制端分别与微控制器的输出端连接。

与现有技术相比，本发明公开的免输入标定的热电阻测量电路，通过微控制器的输出控制模拟开关单元，使模拟开关的输入依次分别为第一电阻、第二电阻和待测电阻两端的电压，并将该电压信号输出至微控制器，采用带有模数转换功能的微控制器，微控制器将该信号处理并计算，即可计算得到待测电阻阻值；该免输入标定的热电阻测量电路，其无需标定输入，节约了时间，提高生产效率；有效避免因人为原因造成的错误及故障。

根据本发明另一具体实施方式，热电阻测量电路进一步包括信号放大器，信号放大器的输入端分别与模拟开关单元的第一输出端和第二输出端连接；信号放大器的输出端与微控制器的输入端连接。

根据本发明另一具体实施方式，热电阻测量电路进一步包括AD转换器，AD转换器的输入端与信号放大器的输出端连接，AD转换器的输出端与微控制器的输入端连接。

根据本发明另一具体实施方式，电源为直流恒流电源。

根据本发明另一具体实施方式，电源为0.1－1mA。

根据本发明另一具体实施方式，第一电阻为满度基准电阻；第二电阻为零度基准电阻。

根据本发明另一具体实施方式，信号放大器为可编程信号放大电路。

根据本发明另一具体实施方式，第一电阻的精度≤0.02％，温度漂移≤10ppm/℃；第二电阻的精度≤0.02％，温度漂移≤10ppm/℃。

本发明具有以下有益效果：通过微控制器的输出控制模拟开关单元，使模拟开关的输入依次分别为第一电阻、第二电阻和待测电阻两端的电压，并将该电压信号输出至可编程放大器；进行放大处理，随后经AD转换器将电压信号转换成对应数字量，存入微控制内存中，微控制器计算从而得到待测电阻的阻值。该免输入标定的热电阻测量电路，其无需标定输入，节约了时间，提高生产效率；有效避免因人为原因造成的错误及故障；同时，采用该测量电路能够抵消零点和满度漂移，测量结果精度更高。

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明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发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

附图说明

图1是实施例1提供的免输入标定的热电阻测量电路的电路图。

具体实施方式

实施例1

参见图1，是本实施例提供的免输入标定的热电阻测量电路的电路图。该免输入标定的热电阻测量电路包括：输入单元、模拟开关单元U1、信号放大器U2、AD转换器U3和微控制器U4。

本实施例中，信号放大器U2为可编程放大电路，即PGA。

输入单元包括电源、第一电阻RS、第二电阻RZ和待测热电阻Ri，电源分别与第一电阻RS、第二电阻RZ和待测热电阻Ri串联。

模拟开关单元U1的第一输入端的引脚X1和第二输入端的引脚Y1分别与第一电阻RS的两端连接；模拟开关单元U1的第一输入端的引脚X2和第二输入端的引脚Y2分别与第二电阻RZ的两端连接；模拟开关单元U1的第一输入端的引脚X3和第二输入端的引脚Y3分别与待测热电阻Ri的两端连接；模拟开关单元U1的第一控制端A与微控制器U4的第一输出端连接，模拟开关单元U1的第二控制端B与微控制的第二输出端连接；模拟开关单元U1的第一输出端X和第二输出端Y分别与信号放大器U23的输入端连接；信号放大器U2的输出端与AD转换器U3的输入端连接，AD转换器U3的输出端与微控制器U4的输入端连接。

本实施例中，模拟开关单元U1的第一控制端A和第二控制端B为选通控制端。

本实施例中，电源为直流恒流电源，电源为0.1－1mA。第一电阻为满度基准电阻；第二电阻为零度基准电阻；第一电阻的精度≤0.02％，温度漂移≤10ppm/℃；第二电阻的精度≤0.02％，温度漂移≤10ppm/℃。

本实施例的工作流程如下：

1、微控制器U4的第一控制端输出低电平、第二控制端输入低电平，模拟开关的第一控制端A和第二控制端分别接收低电平信号，使模拟开关单元U1的第一输入端的引脚X1导通、第二输入端引脚Y1导通；第一电阻RS的两端被接入模拟开关单元U1，模拟开关单元U1输出第一电阻上的电压VS，VS的正负两端被接入到信号放大器U2进行放大处理，经过AD转换器U3转换成对应的数字量ADS，存入微控制器U4的内存中。

2、微控制器U4的第一控制端输出高电平、第二控制端输入低电平，模拟开关的第一控制端A接收该高电平信号，第二控制端接收该低电平信号，使模拟开关单元U1的第一输入端的引脚X2导通、第二输入端引脚Y2导通；第二电阻RZ的两端被接入模拟开关单元U1，模拟开关单元U1输出第二电阻上的电压VZ，VZ的正负两端被接入到信号放大器U2进行放大处理，经过AD转换器U3转换成对应的数字量ADZ，存入微控制器U4的内存中。

3、微控制器U4的第一控制端输出低电平、第二控制端输入高电平，模拟开关的第一控制端A接收该低电平信号，第二控制端接收该高电平信号，使模拟开关单元U1的第一输入端的引脚X3导通、第二输入端引脚Y3导通；待测热电阻Ri的两端被接入模拟开关单元U1，模拟开关单元U1输出待测热电阻Ri上的电压Vi，Vi的正负两端被接入到信号放大器U2进行放大处理，经过AD转换器U3转换成对应的数字量ADi，存入微控制器U4的内存中。

4、由于RZ和RS是电阻值已知，微控制器U4按公式计算出Ri的电阻值。公式为：Ri＝(ADi－ADZ)/(ADS－ADZ)＊(RS－RZ)+RZ。

从上述计算公式可以看出，即使PGA和A/D转换器发生零点漂移，ADi、ADZ、ADS是经过同一个PGA和A/D转换器得来的，他们的零点漂移量是相同的，则(Vi－VZ)/(VS－VZ)的分子和分母通过做减法能自动减去零点漂移。同样道理，如果PGA和A/D转换器的放大倍数受时间和温度影响产生漂移，则Vi、VZ、VS是经过同一个PGA和A/D转换器的，分子和分母的放大倍数都同时变化，经过分子分母相除以后，也能抵消掉PGA放大倍数的漂移。

本实施例提供的免输入标定的热电阻测量电路，通过微控制器U4的输出控制模拟开关单元U1，使模拟开关的输入依次分别为第一电阻、第二电阻和待测电阻两端的电压，并将该电压信号输出至可编程放大器；进行放大处理，随后经AD转换器将电压信号转换成对应数字量，存入微控制内存中，微控制器U4计算从而得到待测电阻的阻值。该免输入标定的热电阻测量电路，其无需标定输入，节约了时间，提高生产效率；有效避免因人为原因造成的错误及故障；同时，采用该测量电路能够抵消零点和满度漂移，测量结果精度更高。

虽然本发明以较佳实施例揭露如上，但并非用以限定本发明实施的范围。任何本领域的普通技术人员，在不脱离本发明的发明范围内，当可作些许的改进，即凡是依照本发明所做的同等改进，应为本发明的范围所涵盖。

Claims

1.一种免输入标定的热电阻测量电路，其特征在于，包括：输入单元、模拟开关单元和微控制器，所述输入单元包括电源、第一电阻、第二电阻和待测热电阻，所述电源分别与所述第一电阻、所述第二电阻和所述待测热电阻串联；所述模拟开关单元的第一输入端分别与所述第一电阻、所述第二电阻和所述待测热电阻的一端连接；所述模拟开关单元的第二输入端分别与所述第一电阻、所述第二电阻和所述待测热电阻的另一端连接；所述模拟开关单元的第一输出端和第二输出端分别与所述微控制器的输入端连接；所述模拟开关单元的第一控制端和第二控制端分别与所述微控制器的输出端连接。

2.如权利要求1所述的免输入标定的热电阻测量电路，其特征在于，所述热电阻测量电路进一步包括信号放大器，所述信号放大器的输入端分别与所述模拟开关单元的第一输出端和第二输出端连接；所述信号放大器的输出端与所述微控制器的输入端连接。

3.如权利要求2所述的免输入标定的热电阻测量电路，其特征在于，所述热电阻测量电路进一步包括AD转换器，所述AD转换器的输入端与所述信号放大器的输出端连接，所述AD转换器的输出端与所述微控制器的输入端连接。

4.如权利要求1所述的免输入标定的热电阻测量电路，其特征在于，所述电源为直流恒流电源。

5.如权利要求4所述的免输入标定的热电阻测量电路，其特征在于，所述电源为0.1－1mA。

6.如权利要求1所述的免输入标定的热电阻测量电路，其特征在于，所述第一电阻为满度基准电阻；所述第二电阻为零度基准电阻。

7.如权利要求2所述的免输入标定的热电阻测量电路，其特征在于，所述信号放大器为可编程信号放大电路。

8.如权利要求1所述的免输入标定的热电阻测量电路，其特征在于，所述第一电阻的精度≤0.02％，温度漂移≤10ppm/℃；所述第二电阻的精度≤0.02％，温度漂移≤10ppm/℃。