CN208297431U - 一种气相色谱仪的温度测量电路 - Google Patents
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Abstract
一种气相色谱仪的温度测量电路,包括恒流源电路、测量电桥、第一滤波电路、第二滤波电路、电压检测电路;所述恒流源电路为测量电桥提供稳定的电流输出;所述测量电桥用于将温度信号转化为电压信号;所述滤波电路用于将测量电桥输出的原始电压信号进行滤波处理,防止信号中的杂波在经电压检测电路的运放之后噪声影响扩大;所述电压测量电的输入端与滤波电路的输出端连接,用于放大输入的电压信号,本实用新型提供的这种用于测量温度的电路;能够在采用较少的电子器件的情况下,实现温度的测量,而且具有较高的精度,恒流源的加入使得电路从源头得到保证,不会因电源的变化而导致测温电阻输出值的改变。
Description
技术领域
本实用新型涉及气相色谱仪应用领域,尤其涉及一种气相色谱仪的温度测量电路。
背景技术
色谱分析法是一种分离和分析方法,在分析化学、有机化学、生物化学等领域有着非常广泛的应用,其中,根据色谱分析过程中流动相和固定相这两相的状态,将色谱分析法分为气相色谱法,液相色谱法,气固色谱法,气液色谱法,液固色谱法及液液色谱法,其中,对天然气组成分析时,一般采用气相色谱法进行分析,使用的分析仪器为气相色谱仪。
一般的色谱仪在利用气相色谱法进行物质进行检测时,都需要对色谱仪中的各部件进行温度检测,然而,现有的温度测量装置,其内部的测量电路结构较为复杂,虽然可以实现温度的测量,但是功耗较高,从而造成了能源的浪费,增加了成本的投入。
实用新型内容
为及解决上述问题,本实用新型提供了一种温度测量电路,改善现有的温度测量装置误差大、制作成本高、的现状。
一种气相色谱仪的温度测量电路,包括恒流源电路、测量电桥、第一滤波电路、第二滤波电路、电压检测电路;
所述恒流源电路为测量电桥提供稳定的电流输出;
所述测量电桥用于将温度信号转化为电压信号;
所述滤波电路用于将测量电桥输出的原始电压信号进行滤波处理,防止信号中的杂波在经电压检测电路的运放之后噪声影响扩大;
所述电压测量电的输入端与滤波电路的输出端连接,用于放大输入的电压信号。
作为本实用新型的进一步优选,所述恒流源包括第一运放器U1A、电压基准源U2A、电容C1、电容C2,电阻R8、电阻R9,所述运放器U1A为高精度斩波稳零运放器TLC2652,电压基准源U2A选用TL431,第一运放器U1A拥有8个接口,接口2、3、6分别为反相端、同相端和输出端,所述U1A同相端与U1A输出端连接,所述U1A输出端与电压基准源U2A的GND端连接,电压基准源U2A的Vout端通过电阻R8与电源Vcc连接,电压基准源U2A的Vout端还通过电阻R9与U1A的反相端连接,且U1A的反相端作为恒流输出端,电压基准源U2A的Vin端与U2A的Vout端连接,U1A的端口1通过电容C1接-Vcc,端口4接Vcc电源负极,端口8通过电容C2接Vcc电源负极,端口7与电源Vcc连Vcc电源负极,端口5与U1A的反相端连接。
作为本实用新型的进一步优选,所述测量电桥包括电阻R1-R3、测温电阻Rt,所述电阻R1与R2串联后,一端接恒流源输出端,另一端接地,所述电阻R3与测温电阻Rt串联后,一端接恒流源输出端,另一端接地,所述电桥两端还并联一整流二极管D。
作为本实用新型的进一步优选,所述第一滤波电路包括电容C3-C5、电阻R4,所述电容C3的一端连接在R1和R2之间,另一端接地,所述电阻R4的第一端连接在R1和R2之间,第二端连接在电压检测电路上,电容C4的一端连接在电阻R4的第一端上,另一端接地,电容C5的一端连接在电阻R4的第二端上,另一端接地。
作为本实用新型的进一步优选,所述第二滤波器包括电容C6-C8、电阻R5,所述电容C6的一端连接在R3和Rt之间,另一端接地,所述电阻R5的第一端连接在R3和Rt之间,第二端连接在电压检测电路上,电容C7的一端连接在电阻R5的第一端上,另一端接地,电容C8的一端连接在电阻R5的第二端上,另一端接地。
作为本实用新型的进一步优选,所述电压检测电路包括第三运放器U3A、电容C9-C10,以及电阻R6-R7,所述U3A的同相端与电阻R5的第二端连接,U3A反相端与电阻R4的第二端连接,所述电阻R6的一端与U3A反相端连接,另一端接地,U3A输出端通过电阻R7与U3A反相端连接在一起,电容C9并联在电阻R7上,电容C10的一端与U3A输出端连接,另一端接地。
作为本实用新型的进一步优选,所述第三运放器U3A选用OPA301的16为COMS低噪声运算放大器。
作为本实用新型的进一步优选,所述测温电阻Rt为铂电阻。
本实用新型的有益效果:本实用新型提供的这种用于测量温度的电路;能够在采用较少的电子器件的情况下,实现温度的测量,而且具有较高的精度,恒流源的加入使得电路从源头得到保证,不会因电源的变化而导致测温电阻输出值的改变,所测量的温度信息,经过滤波、放大、对比后,能够消除干扰信号的影响,更精确地采集到温度信息,总之,该电路能够精确高效的测量温度。
附图说明
图1为恒流源的电路原理图;
图2为温度测量电路一个实施例的电路原理图。
具体实施方式
为进一步阐述本实用新型达成预定目的所采取的技术手段及功效,以下结合附图及实施例对本实用新型的具体实施方式、结构特征及其功效,详细说明如下。
实施例1
为了克服温度测量存在电路复杂、误差较大的问题,本实用新型提供了一种如图1-2所示的一种气相色谱仪的温度测量电路,包括恒流源电路、测量电桥、第一滤波电路、第二滤波电路、电压检测电路;本实施例的恒流源电路为测量电桥提供稳定的电流输出,防止由于电源自身电流振荡导致温度测量电路所测温度信号失真,测量电桥用于将温度信号转化为电压信号;滤波电路用于将测量电桥输出的原始电压信号进行滤波处理,防止信号中的杂波在经电压检测电路的运放之后噪声影响扩大,电压测量电的输入端与滤波电路的输出端连接,用于放大输入的电压信号。
本实施例中,恒流源包括第一运放器U1A、电压基准源U2A、电容C1、电容C2,电阻R8、电阻R9,所述运放器U1A为高精度斩波稳零运放器TLC2652,电压基准源U2A选用TL431,第一运放器U1A拥有8个接口,接口2、3、6分别为反相端、同相端和输出端,所述U1A同相端与U1A输出端连接,所述U1A输出端与电压基准源U2A的GND端连接,电压基准源U2A的Vout端通过电阻R8与电源Vcc连接,电压基准源U2A的Vout端还通过电阻R9与U1A的反相端连接,且U1A的反相端作为恒流输出端,电压基准源U2A的Vin端与U2A的Vout端连接,U1A的端口1通过电容C1接Vcc电源负极,端口4接Vcc电源负极,端口8通过电容C2接Vcc电源负极,端口7与电源Vcc连接,端口5与U1A的反相端连接,恒流源是本温度测量电路的核心,其稳定性直接关系到温度测量的精度,所述TLC2652高精度斩波稳零运放器使其工作具有优良的直流特性,失调电压及其漂移、共模电压、低频噪声等特点,电压基准源TL431是一个有良好的热稳定性能的三端可调的电压基准源,其输出电压可在2.5V到36V范围内自由设置。
测量电桥包括电阻R1-R3、测温电阻Rt,所述电阻R1与R2串联后,一端接恒流源输出端,另一端接地,所述电阻R3与测温电阻Rt串联后,一端接恒流源输出端,另一端接地,所述电桥两端还并联一整流二极管D,一般的,测量电阻Rt为铂电阻,整流二极管D是温漂很小的整流二极管,该整流二极管将电桥两端的电压恒定到一个固定的电压值。
本实施例中,第一滤波电路包括电容C3-C5、电阻R4,所述电容C3的一端连接在R1和R2之间,另一端接地,所述电阻R4的第一端连接在R1和R2之间,第二端连接在电压检测电路上,电容C4的一端连接在电阻R4的第一端上,另一端接地,电容C5的一端连接在电阻R4的第二端上,另一端接地。
第二滤波器包括电容C6-C8、电阻R5,所述电容C6的一端连接在R3和Rt之间,另一端接地,所述电阻R5的第一端连接在R3和Rt之间,第二端连接在电压检测电路上,电容C7的一端连接在电阻R5的第一端上,另一端接地,电容C8的一端连接在电阻R5的第二端上,另一端接地。
电压检测电路包括第三运放器U3A、电容C9-C10,以及电阻R6-R7,所述U3A的同相端与电阻R5的第二端连接,U3A反相端与电阻R4的第二端连接,所述电阻R6的一端与U3A反相端连接,另一端接地,U3A输出端通过电阻R7与U3A反相端连接在一起,电容C9并联在电阻R7上,电容C10的一端与U3A输出端连接,另一端接地。
本实施例中,为了稳定工作点,防止运放器进入截止或饱和导通的非法状态,在第三运放器UA3的反相端和输出端之间并联反馈电阻R7,但是,由于由于仅有反馈电阻R7作用时的输出信号波形存在严重的自激振荡和拖尾现象,因此需要用补偿电容C9对其进行超前补偿,消除此现象,其中补偿电阻R6的阻值等于反馈电阻R7的阻值。
以上显示和描述了本实用新型的基本原理、主要特征和优点。本行业的技术人员应该了解,上述实施例不以任何形式限制本实用新型,凡采用等同替换或等效变换的方式所获得的技术方案,均落在本实用新型的保护范围内。
Claims (8)
1.一种气相色谱仪的温度测量电路,其特征在于,包括恒流源电路、测量电桥、第一滤波电路、第二滤波电路、电压检测电路;
所述恒流源电路为测量电桥提供稳定的电流输出;
所述测量电桥用于将温度信号转化为电压信号;
所述滤波电路用于将测量电桥输出的原始电压信号进行滤波处理,防止信号中的杂波在经电压检测电路的运放之后噪声影响扩大;
所述电压检测电路的输入端与滤波电路的输出端连接,用于放大输入的电压信号。
2.根据权利要求1所述的一种气相色谱仪的温度测量电路,其特征在于,所述恒流源包括第一运放器U1A、电压基准源U2A、电容C1、电容C2,电阻R8、电阻R9,所述运放器U1A为高精度斩波稳零运放器TLC2652,电压基准源U2A选用TL431,第一运放器U1A拥有8个接口,接口2、3、6分别为反相端、同相端和输出端,所述U1A同相端与U1A输出端连接,所述U1A输出端与电压基准源U2A的GND端连接,电压基准源U2A的Vout端通过电阻R8与电源Vcc连接,电压基准源U2A的Vout端还通过电阻R9与U1A的反相端连接,且U1A的反相端作为恒流输出端,电压基准源U2A的Vin端与U2A的Vout端连接,U1A的端口1通过电容C1接地,端口4接地,端口8通过电容C2接地,端口7与电源Vcc连接,端口5与U1A的反相端连接。
3.根据权利要求1所述的一种气相色谱仪的温度测量电路,其特征在于,所述测量电桥包括电阻R1-R3、测温电阻Rt,所述电阻R1与R2串联后,一端接恒流源输出端,另一端接地,所述电阻R3与测温电阻Rt串联后,一端接恒流源输出端,另一端接地,所述电桥两端还并联一整流二极管D。
4.根据权利要求1所述的一种气相色谱仪的温度测量电路,其特征在于,所述第一滤波电路包括电容C3-C5、电阻R4,所述电容C3的一端连接在R1和R2之间,另一端接地,所述电阻R4的第一端连接在R1和R2之间,第二端连接在电压检测电路上,电容C4的一端连接在电阻R4的第一端上,另一端接地,电容C5的一端连接在电阻R4的第二端上,另一端接地。
5.根据权利要求1所述的一种气相色谱仪的温度测量电路,其特征在于,所述第二滤波电路包括电容C6-C8、电阻R5,所述电容C6的一端连接在R3和Rt之间,另一端接地,所述电阻R5的第一端连接在R3和Rt之间,第二端连接在电压检测电路上,电容C7的一端连接在电阻R5的第一端上,另一端接地,电容C8的一端连接在电阻R5的第二端上,另一端接地。
6.根据权利要求1所述的一种气相色谱仪的温度测量电路,其特征在于,所述电压检测电路包括第三运放器U3A、电容C9-C10,以及电阻R6-R7,所述U3A的同相端与电阻R5的第二端连接,U3A反相端与电阻R4的第二端连接,所述电阻R6的一端与U3A同相端连接,另一端接地,U3A输出端通过电阻R7与U3A反相端连接在一起,电容C9并联在电阻R7上,电容C10的一端与U3A输出端连接,另一端接地。
7.根据权利要求6所述的一种气相色谱仪的温度测量电路,其特征在于,所述第三运放器U3A选用OPA301的16为COMS低噪声运算放大器。
8.根据权利要求3所述的一种气相色谱仪的温度测量电路,其特征在于,所述测温电阻Rt为铂电阻。
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CN114660215A (zh) * | 2022-05-25 | 2022-06-24 | 山东科技大学 | 一种气相色谱仪fid检测电路 |
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