專利名稱：采用多路pt100熱敏電阻作為溫度傳感器的切換檢測電路的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及一種溫度檢測電路，特別涉及一種采用多路PT100熱敏電阻作為溫度傳感器的切換檢測電路。
背景技術(shù)：
目前，在電廠、水泥廠、鋼廠、礦山以及沿海碼頭，長期運行的電機和軸承等設(shè)備經(jīng)常會出現(xiàn)超溫過熱故障，嚴(yán)重時還可能造成整個設(shè)備的損壞，甚至導(dǎo)致人身事故的發(fā)生；所以必須實時檢測這些設(shè)備的溫度，高溫時報警或者停機，以防止設(shè)備損壞。傳統(tǒng)檢測方法是電機或軸承廠家在其應(yīng)用的設(shè)備上預(yù)埋多個PTlOO熱敏電阻，然后使用PT100作為溫度傳感器，連接到其它監(jiān)控設(shè)備生產(chǎn)廠家出產(chǎn)的專用溫度檢測儀上讀取PTlOO溫度。傳統(tǒng)的檢測PT100儀器的電路原理主要是PT100的阻值隨溫度呈線性變化，使用恒流源產(chǎn)生的低溫漂恒定值電流流過PT100，其兩端電壓亦呈線性，經(jīng)過放大電路調(diào)整電壓信號后，用ADC轉(zhuǎn)換其電壓值為數(shù)字值，再使用MCU讀取該數(shù)值，經(jīng)過運算后得出其所測點溫度值。但這種檢測電路存在一個很大缺點，就是一套檢測電路只能檢測一個PTlOO熱敏電阻，若一臺電機預(yù)埋多個PTioo以檢測不同位置的溫度，則與之相對應(yīng)的需要安裝同樣數(shù)量的檢測儀器，或者檢測儀器中內(nèi)置同樣數(shù)量的檢測電路，造成檢測儀的高投入、低效率；且操作復(fù)雜，可靠性欠佳。因此，提供一種結(jié)構(gòu)簡單，設(shè)計合理，操作簡便，性能可靠，實用效果顯著的采用多路PTlOO熱敏電阻作為溫度傳感器的切換檢測電路，成為該領(lǐng)域技術(shù)人員急待著手解決的問題之一。

實用新型內(nèi)容本實用新型的目的在于克服上述不足之處，提供一種結(jié)構(gòu)簡單、設(shè)計合理、性能可靠、操作簡便、有效提高工作效率的采用多路PT100熱敏電阻作為溫度傳感器的切換檢測電路。換言之，本實用新型所要解決的技術(shù)問題是為需要多點PT100溫度檢測的設(shè)備提供一種利用率高、投入成本低、運行穩(wěn)定可靠的多路PTlOO檢測采樣電路。為實現(xiàn)上述目的本實用新型所采用的技術(shù)方案是一種采用多路PT100熱敏電阻作為溫度傳感器的切換檢測電路，其特征在于所述電路包括一個低溫漂恒流源、兩個8通道電子切換開關(guān)、一個高精密基準(zhǔn)電壓源和一個軌對軌雙路低溫漂高精密運放及以其為核心組成的兩級電壓信號放大調(diào)整運放電路；并設(shè)有8個作為溫度傳感器測溫的PT100熱敏電阻與低溫漂恒流源電路輸出端連接；所述低溫漂恒流源電路使用恒壓源、三極管及匹配電阻搭建，并連接一個電子切換開關(guān)的公共點，該電子切換開關(guān)8個通道對應(yīng)連接8路PT100熱敏電阻；并使用另一電子切換開關(guān)的8個通道對應(yīng)連接8個PT100的電壓采樣點，其公共端連接運放，輸出端外接模擬/數(shù)字信號轉(zhuǎn)換器；所述精密基準(zhǔn)電壓源連接運放。所述兩個8通道電子切換開關(guān)，其中一個電子切換開關(guān)的公共點連接恒流源的輸出，其8個通道作為恒定電流輸出端連接8路PT100熱敏電阻，熱敏電阻另一端接電源負(fù)極；并使用另一電子切換開關(guān)的8個通道作為輸入端連接此8個PT100的電壓信號采樣點， 其公共端輸出電壓信號連接運放電路。所述電子切換開關(guān)采用8通道或按倍數(shù)關(guān)系擴展，且對應(yīng)擴展設(shè)置PT100熱敏電阻。本實用新型的有益效果是本實用新型可連接測量多達(dá)8路或更多的PT100熱敏電阻，使用DC5V即可正常穩(wěn)定工作，工作電流小于15mA，節(jié)能低功耗；本實用新型電路可外接單片機、ARM等可編程器件，切換8路PT100的連接通道，并通過調(diào)整運放電路、讀取外部 ADC數(shù)值，并進行計算后得出8個點所測的溫度數(shù)值。該電路使用簡單的電子切換開關(guān)進行切換，實現(xiàn)8路或更多的PT100檢測，相比傳統(tǒng)的PT100檢測電路，具有能夠大量節(jié)約電子元器件和縮小電路板面積的優(yōu)點；其結(jié)構(gòu)簡單，設(shè)計合理，操作簡便，并且降低功耗，運行穩(wěn)定可靠，應(yīng)用效果非常顯著。

圖1是本實用新型電路框圖；圖2是本實用新型電路原理圖；圖3是本實用新型通道切換電路部分等效電阻電路圖；圖中UU U2為8通道電子切換開關(guān)，U3A為一級運放電路、U3B 二級運放電路，U4電壓源和Ql三極管組成恒流源，U5為基準(zhǔn)電壓源；Jl為供電和控制信號輸入、電壓信號輸出接口 ；P6、P7 為 8 路 PT100 接入接口；Rl、R2為電流源輸出電流調(diào)整匹配電阻；R3、R4為第一級運放電路的電壓信號倍數(shù)放大匹配電阻；R5、R6、R7、R8為第二級運放電路的電壓信號調(diào)零輸出匹配電阻；R9為運放電路電壓信號輸出的限流電阻；C1、C2、C3、E1 分別為 U1、U2、U3、U5 的退耦電容；C4為運放電路輸出電壓信號的濾波電容；U1R、U2R為兩個電子切換開關(guān)通道等效內(nèi)阻。
具體實施方式
以下結(jié)合附圖和較佳實施例，對依據(jù)本實用新型提供的具體實施方式
、結(jié)構(gòu)、特征詳述如下如圖1-圖3所示，一種采用多路PT100熱敏電阻作為溫度傳感器的切換檢測電路，該電路包括一個低溫漂恒流源電路、兩個8通道電子切換開關(guān)集成電路(以下簡稱電子切換開關(guān))，一個高精密(輸出誤差< 0. 2%)基準(zhǔn)電壓源集成電路，以及一個軌對軌雙路低溫漂(溫度系數(shù)< 0. 5uV/°C)運算放大器集成電路(以下簡稱運放)及以其為核心組成的兩級電壓信號放大調(diào)整運放電路。并設(shè)有8個作為溫度傳感器測溫的PT100熱敏電阻與低溫漂恒流源電路輸出端連接，恒流源輸出的電流流過PTlOO熱敏電阻，使其兩端產(chǎn)生能夠隨溫度改變而呈線性變化的電壓信號，所述兩個8通道電子切換開關(guān)用于切換8個PT100熱敏電阻在該電路中的接入和檢測，基準(zhǔn)電壓源和運放電路用于電壓信號的調(diào)整輸出。所述低溫漂恒流源電路使用恒壓源、三極管及匹配電阻搭建，并連接一個電子切換開關(guān)的公共點，該電子切換開關(guān)8個通道對應(yīng)連接8路PT100熱敏電阻；并使用另一電子切換開關(guān)的8個通道對應(yīng)連接8個PT100的電壓采樣點，其公共端連接運放，輸出端外接自選ADC (模擬/數(shù)字信號轉(zhuǎn)換器)；精密基準(zhǔn)電壓源連接運放。所述低溫漂恒流源電路使用恒壓源、三極管及匹配電阻搭建，并連接一個電子切換開關(guān)的公共點，為接入電路的PTlOO熱敏電阻提供測溫用恒定電流；所述電路僅使用一套恒流源電路進行檢測，可大大簡化檢測電路設(shè)計元件數(shù)量和功耗。所述的兩個電子切換開關(guān)，其中一個電子切換開關(guān)的公共點連接恒流源的輸出， 其8個通道作為恒定電流輸出端連接8路PT100熱敏電阻，熱敏電阻另一端接電源負(fù)極；并使用另一電子切換開關(guān)的8個通道作為輸入端連接此8個PT100的電壓信號采樣點，其公共端輸出電壓信號連接運放電路；本實用新型電路可外接單片機、ARM等可編程器件，連接兩個電子切換開關(guān)的通道選擇輸入引腳，并輸入TTL電平控制信號，可將任一 PT100熱敏電阻切換接入該電路進行檢測，無檢測順序限制；切換8路PT100的連接通道，并通過調(diào)整運放電路、讀取外部ADC數(shù)值。另一電子切換開關(guān)的公共端輸出電壓信號接入所述的運放電路；電子切換開關(guān)的公共端首先連接第一級運放電路的輸入端，將電壓信號進行放大，第一級運放電路輸出連接第二級運放電路輸入，將電壓信號進行調(diào)零；精密基準(zhǔn)電壓源的輸出端連接第二級運放電路另一輸入端提供調(diào)零電壓信號；第二級運放電路輸出端可外接自選ADC(模擬/數(shù)字信號轉(zhuǎn)換器)；進行電壓信號采集；可通過調(diào)整第一級運放電路的匹配電阻來調(diào)整輸出電壓信號放大倍數(shù)，可通過調(diào)整第二級運放電路的精密基準(zhǔn)電壓源的輸出電壓信號來調(diào)整輸出電壓信號的調(diào)零基準(zhǔn)，即可通過雙路運放電路調(diào)整輸出電壓信號范圍，以適應(yīng)不同的測溫范圍和ADC基準(zhǔn)電壓。所述電路可按照相同的電路原理進行擴展，可通過更換具有更多通道數(shù)的電子切換開關(guān)(例如16通道電子切換開關(guān)或更多倍數(shù))，實現(xiàn)切換接入和檢測相應(yīng)更多數(shù)量的 PT100熱敏電阻。下面結(jié)合電路原理圖對本實用新型做進一步描述(1)外接電路可使用供電和控制信號輸入、電壓信號輸出接口 Jl為該多路PT100 檢測電路供電，供電電壓DC5V，供電電流>15mA，所述供電和控制信號輸入、電壓信號輸出接口 Jl上的外接點ADC為最終輸出經(jīng)調(diào)整后的PT100電壓信號，可接模數(shù)轉(zhuǎn)換器采樣；外接點C0DE(TC0DE2為外部電路控制信號線，可使用單片機或ARM的GPIO輸出模式連接，來控制該檢測電路的多路PT100接入點進行切換，選擇邏輯如表1所示表 權(quán)利要求1.一種采用多路PTioo熱敏電阻作為溫度傳感器的切換檢測電路，其特征在于所述電路包括一個低溫漂恒流源、兩個8通道電子切換開關(guān)、一個高精密基準(zhǔn)電壓源和一個軌對軌雙路低溫漂高精密運放及以其為核心組成的兩級電壓信號放大調(diào)整運放電路；并設(shè)有8個作為溫度傳感器測溫的PT100熱敏電阻與低溫漂恒流源電路輸出端連接；所述低溫漂恒流源電路使用恒壓源、三極管及匹配電阻搭建，并連接一個電子切換開關(guān)的公共點，該電子切換開關(guān)8個通道對應(yīng)連接8路PT100熱敏電阻；并使用另一電子切換開關(guān)的8個通道對應(yīng)連接8個PT100的電壓采樣點，其公共端連接運放，輸出端外接模擬/ 數(shù)字信號轉(zhuǎn)換器；所述精密基準(zhǔn)電壓源連接運放。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的采用多路PT100熱敏電阻作為溫度傳感器的切換檢測電路， 其特征在于所述兩個8通道電子切換開關(guān)，其中一個電子切換開關(guān)的公共點連接恒流源的輸出，其8個通道作為恒定電流輸出端連接8路PT100熱敏電阻，熱敏電阻另一端接電源負(fù)極；并使用另一電子切換開關(guān)的8個通道作為輸入端連接此8個PT100的電壓信號采樣點， 其公共端輸出電壓信號連接運放電路。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的采用多路PT100熱敏電阻作為溫度傳感器的切換檢測電路， 其特征在于所述電子切換開關(guān)采用8通道或按倍數(shù)關(guān)系擴展，且對應(yīng)擴展設(shè)置PT100熱敏電阻。
專利摘要本實用新型涉及一種采用多路PT100熱敏電阻作為溫度傳感器的切換檢測電路，所述電路包括一個低溫漂恒流源、兩個8通道電子切換開關(guān)，一個高精密基準(zhǔn)電壓源以及一個軌對軌雙路高精密運放；所述電路以PT100熱敏電阻作為溫度傳感器測溫，恒流源輸出的電流流過PT100，使其兩端產(chǎn)生能夠隨溫度改變而呈線性變化的電壓信號，兩個電子切換開關(guān)用于切換8個PT100在該電路中的接入和檢測，基準(zhǔn)電壓源和運放用于輸出電壓信號的調(diào)整。該電路使用簡單的電子切換開關(guān)進行切換，實現(xiàn)8路PT100檢測，相比傳統(tǒng)的PT100檢測電路，具有能大量節(jié)約電子元器件和縮小電路板面積的優(yōu)點，并且降低功耗，運行穩(wěn)定可靠，應(yīng)用效果非常顯著。
文檔編號G01K7/24GK202204616SQ20112036292
公開日2012年4月25日 申請日期2011年9月26日 優(yōu)先權(quán)日2011年9月26日
發(fā)明者劉守寧, 李津?qū)? 楊欣 申請人:天津成科自動化工程技術(shù)有限公司