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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