專利名稱：一種利用雙恒流源三線測(cè)量溫度鉑電阻的電路的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及精密溫度鉬電阻測(cè)量領(lǐng)域，具體涉及一種利用雙恒流源三線測(cè)量溫度鉬電阻的電路。
背景技術(shù)：
目前，公知的高精度溫度鉬電阻測(cè)量方法有四種1)、兩線制測(cè)量方法；2)、普通三線制測(cè)量方法；3)、恒壓分壓式三線制測(cè)量方法；4)、開(kāi)爾文四線測(cè)量方法。以上四種方法的測(cè)量精度、適用場(chǎng)合、測(cè)量設(shè)備制造成本各不相同。其中，前三種方法無(wú)法完全消除導(dǎo)線電阻對(duì)測(cè)量精度的影響。只有第四種開(kāi)爾文四線測(cè)量方法精度最高，可以完全消除導(dǎo)線電阻對(duì)實(shí)際測(cè)溫的影響，但是測(cè)量裝置較復(fù)雜、制造成本高，如差動(dòng)輸入端需要儀器儀表放大器、恒流源需要補(bǔ)償或測(cè)量電路，模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換電路需要精密電壓基準(zhǔn)源。因此，提供一種結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、成本低、精度高的測(cè)量溫度鉬電阻的電路勢(shì)在必行。

實(shí)用新型內(nèi)容為了克服現(xiàn)有高精度溫度鉬電阻測(cè)量裝置復(fù)雜、測(cè)量精度低的問(wèn)題，本實(shí)用新型提供一種利用雙恒流源三線測(cè)量溫度鉬電阻的電路，不僅能消除導(dǎo)線電阻、恒流源漂移對(duì)實(shí)際測(cè)溫的影響，而且測(cè)量裝置結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，制造成本低。本實(shí)用新型解決技術(shù)問(wèn)題所采用的技術(shù)方案如下一種利用雙恒流源三線測(cè)量溫度鉬電阻的電路，包括被測(cè)鉬電阻RTD、第一導(dǎo)線 Ru、第二導(dǎo)線L、第三導(dǎo)線Ru、參考電阻Rkef、供電電源地GND、第一恒流源Iotti、第二恒流源 Ioux2和模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換電路；第二導(dǎo)線Ru和第三導(dǎo)線Ru的一端與被測(cè)鉬電阻RTD的同一端連接，被測(cè)鉬電阻RTD的另一端與第一導(dǎo)線Ru的一端連接；第一恒流源Ioti的輸出端先連接到模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換電路的差動(dòng)正輸入端AIN+，再連接到第一導(dǎo)線的另一端；第二恒流源 Ioux2的輸出端先連接到模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換電路的差動(dòng)負(fù)輸入端AIN_，再連接到第二導(dǎo)線I^2的另一端；參考電阻Rkef分別連接到模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換電路的基準(zhǔn)電壓正端REFIN+和基準(zhǔn)電壓負(fù)端 REFIN_ ；第三導(dǎo)線Ru的另一端連接到模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換電路的基準(zhǔn)電壓正端REFIN+，模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換電路的基準(zhǔn)電壓負(fù)端REFIN_連接到模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換電路的供電電源地GND。本實(shí)用新型的有益效果是不需要儀器儀表運(yùn)放和精密基準(zhǔn)電壓源，可以高精度測(cè)量出溫度鉬電阻RTD的電阻值，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單。

圖1是本實(shí)用新型利用雙恒流源三線測(cè)量溫度鉬電阻的電路原理圖。
具體實(shí)施方式

以下結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型做進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明。如圖1所示，本實(shí)用新型利用雙恒流源三線測(cè)量溫度鉬電阻的電路包括被測(cè)鉬電阻rtd、第一導(dǎo)線ru、第二導(dǎo)線i^2、第三導(dǎo)線ru、參考電阻rkef、供電電源地gnd、第一恒流源ioti、第二恒流源iot2和模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換電路。 由于第一恒流源Iotti的輸出端和模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換電路的差動(dòng)正輸入端AIN+連接在一起，故此兩點(diǎn)電位相等。該點(diǎn)相對(duì)供電電源地GND的電壓值，是第一恒流源Itmi流經(jīng)整個(gè)電流回路，每個(gè)元器件產(chǎn)生電壓差的代數(shù)和。已知第一恒流源iotti流經(jīng)第一導(dǎo)線ru、被測(cè)鉬電阻RTD、第三導(dǎo)線Ru、參考電阻Rkef，故此產(chǎn)生的電壓差代數(shù)和是 U_AIN+ = Iouti X RLI+Iouti X RTD+Iout1 X RL3+Iout1 X Rkef。由于第二恒流源iott2的輸出端和模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換電路的差動(dòng)負(fù)輸入端ain_連接在一起，故此兩點(diǎn)電位相等。該點(diǎn)相對(duì)供電電源地gnd的電壓值，是第二恒流源itm2流經(jīng)整個(gè)電流回路，每個(gè)元器件產(chǎn)生電壓差的代數(shù)和。已知第二恒流源iott2流經(jīng)第二導(dǎo)線i^2、第三導(dǎo)線&3、參考電阻Rkef，故此產(chǎn)生的電壓差代數(shù)和是U_AIN_ = iout2 x rl2+iout2 x rl3+iout2 x rref °模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換電路的差動(dòng)正輸入端ain+與負(fù)輸入端ain_之間的電勢(shì)差u_ain，即為差動(dòng)正輸入端ain+相對(duì)供電電源地gnd的電壓值，減去差動(dòng)負(fù)輸入端ain_相對(duì)供電電源地gnd的電壓值u_ain_。u_ain = u_ain+-u_ain_ = (ioun x rl1+i0ut1x rtd+i0ut1x rl3+i0ut1x reef) - (i0ut2 x rl2
+ i〇ut2 x rl3+i〇ut2 x rref) °第一恒流源iquti、第二恒流源iqut2的輸出電流基本一致，故此電流值iquti ^ iout2O 三根導(dǎo)線第一導(dǎo)線i u、第二導(dǎo)線rm第三導(dǎo)線ru材質(zhì)、長(zhǎng)度一樣，故此電阻值
xvll rl2 ivls °故此消去相同項(xiàng)后u_ain = ioun x rtd,說(shuō)明被測(cè)量鉬電阻rtd的電壓值u_rtd完全等于經(jīng)過(guò)導(dǎo)線傳輸后的模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換電路的差動(dòng)正輸入端u_ain，u_rtd = u_ain,即第一導(dǎo)線ru和第二導(dǎo)線i^2帶來(lái)的誤差被消去，只剩下不確定因素第一恒流源ioti和第二恒
10UT2 °第一恒流源iquti流經(jīng)被測(cè)量鉬電阻rtd和已知阻值的參考電阻rkef，第二恒流源 i0UT2流經(jīng)已知阻值的參考電阻rkef。因?yàn)橐呀?jīng)證明u_ain= u_rtd = i。ut1xrtd。u_reef = (i0ut1+i0ut2) xrref°
U RTD RTD*Inur]RTD故此^-=-—-=-。
luu乙■」rxj^li 廠廠 r,η * (τ* τ \ γ) * ο
U -lxREF lxREF K1 OUTl 1OUTlJ lxREF ^該系統(tǒng)第一恒流源iotti、第二恒流源同時(shí)被消掉，證明恒流源波動(dòng)對(duì)測(cè)量結(jié)果沒(méi)有影響。
uτη— 2*rrff*U AINrid= ^Tr d~^該式中，參考電阻rkef已知，u_ain、u_rkef可以通過(guò)模擬
U -kREF
數(shù)字轉(zhuǎn)換電路測(cè)得，故此鉬電阻rtd可以精確推算出來(lái)，并且排除恒流源波動(dòng)、導(dǎo)線電阻的影響。
權(quán)利要求1. 一種利用雙恒流源三線測(cè)量溫度鉬電阻的電路，其特征在于，該電路包括被測(cè)鉬電阻RTD、第一導(dǎo)線Ru、第二導(dǎo)線I^2、第三導(dǎo)線&3、參考電阻Rkef、供電電源地GND、第一恒流源Ioti、第二恒流源Iot2和模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換電路；第二導(dǎo)線&和第三導(dǎo)線K3的一端與被測(cè)鉬電阻RTD的同一端連接，被測(cè)鉬電阻RTD的另一端與第一導(dǎo)線Ru的一端連接；第一恒流源Iain的輸出端先連接到模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換電路的差動(dòng)正輸入端AIN+，再連接到第一導(dǎo)線Ru 的另一端；第二恒流源Iot2的輸出端先連接到模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換電路的差動(dòng)負(fù)輸入端AIN_，再連接到第二導(dǎo)線I^2的另一端；參考電阻Rkef分別連接到模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換電路的基準(zhǔn)電壓正端 REFIN+和基準(zhǔn)電壓負(fù)端REFIN_ ；第三導(dǎo)線I^3的另一端連接到模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換電路的基準(zhǔn)電壓正端REFIN+，模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換電路的基準(zhǔn)電壓負(fù)端REFIN_連接到模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換電路的供電電源地GND。
專利摘要一種利用雙恒流源三線測(cè)量溫度鉑電阻的電路涉及精密溫度鉑電阻測(cè)量領(lǐng)域，該電路包括被測(cè)鉑電阻RTD、第一導(dǎo)線RL1、第二導(dǎo)線RL2、第三導(dǎo)線RL3、參考電阻RREF、供電電源地GND、第一恒流源IOUT1、第二恒流源IOUT2和模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換電路；兩個(gè)恒流源的輸出端分別先連接到模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換電路的兩個(gè)差動(dòng)輸入端，然后通過(guò)導(dǎo)線連接到被測(cè)量鉑電阻的一端；被測(cè)量鉑電阻的另一端通過(guò)導(dǎo)線連接到參考電阻的一端，該端點(diǎn)同時(shí)接到模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換電路基準(zhǔn)電壓正端，參考電阻的另一端和模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換電路的基準(zhǔn)電壓負(fù)端及電源地連接。本實(shí)用新型能夠消除導(dǎo)線電阻和恒流源波動(dòng)對(duì)真實(shí)結(jié)果的影響，電路簡(jiǎn)單，成本低。
文檔編號(hào)G01K7/20GK202171514SQ20112028866
公開(kāi)日2012年3月21日 申請(qǐng)日期2011年8月10日 優(yōu)先權(quán)日2011年8月10日
發(fā)明者張?jiān)虑? 張禹瑄, 王啟萬(wàn), 胡瑋通 申請(qǐng)人:長(zhǎng)春氣象儀器研究所有限責(zé)任公司