專利名稱：一種單恒流源多通道熱電阻測(cè)量系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種熱電阻測(cè)量系統(tǒng)，尤其是一種寬測(cè)量范圍的單恒流源多通道熱電阻測(cè)量系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
在工業(yè)生產(chǎn)中，熱電阻作為感溫元件經(jīng)常被應(yīng)用于對(duì)溫度測(cè)量精度要求比較高的場(chǎng)合。常用的熱電阻類型有Cu50、Cu53、PtlO、PtlOO和PtlOOO，其中溫度測(cè)量精度要求為O. 1°C時(shí)，Cu50和PtlOO應(yīng)用的比較廣泛，當(dāng)精度要求為O. OrC時(shí)，PtlOOO的應(yīng)用就比較多了。在工業(yè)生產(chǎn)中熱電阻一般應(yīng)用于中低溫區(qū)的溫度測(cè)量Cu50—般應(yīng)用于-50°C 150°C的溫度測(cè)量，對(duì)應(yīng)熱電阻的阻值范圍是78. 48歐姆 164. 27歐姆；Ptl00測(cè)溫范圍是-200°C 850°C，對(duì)應(yīng)的阻值范圍是18. 52歐姆 390. 84歐姆；Ptl000常用的測(cè)溫范圍 是-50°C 300°C，對(duì)應(yīng)的阻值范圍是803. 063歐姆 2120. 515歐姆。現(xiàn)有的測(cè)溫設(shè)備溫度測(cè)量范圍比較窄，如對(duì)于PtlOO來(lái)說(shuō)，多是應(yīng)用于-50°C 300°C，超過(guò)300°C的測(cè)量精度就會(huì)大大降低，更不用提單個(gè)設(shè)備既可以測(cè)量PtlOO又可以測(cè)量PtlOOO 了。目前，常用的熱電阻測(cè)量方法有幾種，就熱電阻線制而言有二線、三線和四線法，就激勵(lì)方式而言有主要有電橋法和恒流源法。熱電阻的靈敏度較高，如常用PtlOO熱電阻的靈敏度大約為0. 38歐姆/°C，所以在熱電阻的測(cè)量中導(dǎo)線的電阻不能忽略。二線制無(wú)法消除線電阻對(duì)測(cè)量結(jié)果的影響，在精度要求高的場(chǎng)合一般不會(huì)采用；四線法可以消除線電阻的影響，但對(duì)于長(zhǎng)距離多通道的測(cè)溫系統(tǒng)來(lái)說(shuō)多布線成本太高；三線制可以通過(guò)硬件或軟件上的處理消除線電阻的影響，比四線制的實(shí)現(xiàn)成本低，是多通道測(cè)溫系統(tǒng)中的常用選擇。在三線制熱電阻測(cè)量中，電橋法雖然能夠消除線電阻的影響但測(cè)量范圍較窄，因此恒流源三線法是目前常用的測(cè)溫方法。在多通道熱電阻測(cè)量系統(tǒng)中，經(jīng)常使用多恒流源(一個(gè)通道使用一個(gè)恒流源)或雙恒流源的測(cè)量方法。其中，多恒流源法的實(shí)現(xiàn)成本高，且不同恒流源間的離散性會(huì)給測(cè)量結(jié)果帶來(lái)額外的誤差；雙恒流源法對(duì)恒流源的對(duì)稱性要求較高，且切換電路較為繁瑣，會(huì)占用較大的電路板面積。
發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明針對(duì)以上問(wèn)題，提出了一種多通道熱電阻測(cè)量系統(tǒng)中的單恒流源應(yīng)用方案，在多通道三線制熱電阻測(cè)量應(yīng)用中，利用一種雙檔恒流源擴(kuò)展了溫度測(cè)量范圍，利用單恒流源降低了方案實(shí)現(xiàn)成本，使用一組切換開關(guān)實(shí)現(xiàn)多測(cè)量通道的切換，并在通道切換的基礎(chǔ)上引用基準(zhǔn)通道的測(cè)量解決了雙恒流源對(duì)稱性要求高的難題并避免了普通熱電阻測(cè)量系統(tǒng)生產(chǎn)過(guò)程中調(diào)零電阻帶來(lái)的麻煩。本實(shí)用新型所采用的技術(shù)方案是一種單恒流源多通道熱電阻測(cè)量系統(tǒng)，包括恒流源電路、基準(zhǔn)電阻采樣電路和熱電阻測(cè)量電路；所述恒流源電路的輸出端分別連接基準(zhǔn)電阻采樣電路的電流輸入端和熱電阻測(cè)量電路的輸入端；熱電阻測(cè)量電路的基準(zhǔn)電壓電壓輸入端連接所述基準(zhǔn)電阻采樣電路的電壓輸出端；所述熱電阻測(cè)量電路的輸出端即為被測(cè)電阻Rtdx的測(cè)量端；其特征是所述熱電阻測(cè)量電路包括相同的且相互并聯(lián)的多個(gè)；所述恒流源電路包括雙檔基準(zhǔn)電壓源電路；所述的雙檔基準(zhǔn)電壓源電路包括電阻R1、R2、R3和R4、穩(wěn)壓管Zl和雙向開關(guān)U1A、UlB ;電阻R2、R3和R4先依次串聯(lián)在一起后，再與穩(wěn)壓管Zl并聯(lián)，穩(wěn)壓管Zl的陰極端連接R2，Zl的陽(yáng)極端連接R4 ;所述電阻Rl的一端連接供電電源AVCC端，另一端連接穩(wěn)壓管Zl的陰極端；所述雙向開關(guān)UlA的一端連接電阻R2和R3之間，另一端為輸出信號(hào)AVCC2端，UlA的開關(guān)控制端為SI ;雙向開關(guān)UlA的另一端連接電阻R4和R3之間，另一端為輸出信號(hào)AVCC2端，UlB的開關(guān)控制端為S2 ；S1端和S2端不同時(shí)為選通；所述穩(wěn)壓管Zl的陰極端連接其工作電源AVCCl端，Zl的陽(yáng)極端接地；所述的恒流源電路包括電阻R5、R6和R7、運(yùn)放OPl和三極管Ql ;電阻R7的一端連 接供電電源AVCC端，另一端連接三極管Ql的發(fā)射極；電阻R5的一端連接Ql的發(fā)射極，另一端連接運(yùn)放OPl的負(fù)輸入端，OPl的正輸入端連接所述輸出信號(hào)AVCC2端；運(yùn)放OPl的輸出端通過(guò)電阻R6連接三極管Ql的集電極；三極管Ql的集電極作為本恒流源電路的電流輸出端。所述熱電阻測(cè)量電路中的任一個(gè)為單通道熱電阻切換電路；對(duì)于任一個(gè)單通道熱電阻切換電路，包括電阻RAx、RBx, RCx、RDx, REx, RFx和RGx，雙路切換開關(guān)UAx和UBx，以及單路切換開關(guān)UCx ;所述UAx對(duì)應(yīng)測(cè)量通道B，UBx對(duì)應(yīng)測(cè)量通道C，UCx對(duì)應(yīng)測(cè)量通道A ；所述單路切換開關(guān)UCx是光耦繼電器，其第1、2引腳分別為光耦繼電器的發(fā)光管的陽(yáng)極端和陰極端，第4、6引腳為對(duì)應(yīng)的輸出端；所述雙路切換開關(guān)UAx和UBx是相同的，且它們都是由兩個(gè)光耦繼電器構(gòu)成，對(duì)于任一雙路切換開關(guān)，其第1、2引腳分別為第一光耦繼電器的發(fā)光管的陽(yáng)極端和陰極端，第7,8引腳為對(duì)應(yīng)的輸出端;第3、4引腳分別為第二光耦繼電器的發(fā)光管的陽(yáng)極端和陰極端，第5、6引腳為對(duì)應(yīng)的輸出端；所述UCx的第2引腳分別連接所述UAx和UBx的第4引腳，且連接通道選擇信號(hào)CSx 端；所述UCx的第I引腳通過(guò)電阻RFx連接電源VCC端；所述UAx的第I引腳通過(guò)電阻RGx連接VCC端；所述UBx的第I引腳作為測(cè)量通道B選擇引腳連接相應(yīng)選擇信號(hào)，UBx的第3引腳作為測(cè)量通道C選擇引腳連接相應(yīng)選擇信號(hào)；所述UAx的第6引腳連接基準(zhǔn)電阻的采樣電壓，第4引腳通過(guò)電阻RAx連接被測(cè)熱電阻Rtdx的一端，構(gòu)成測(cè)量通道A ；所述UAx的第7引腳連接恒流源的電流輸出端，第8引腳通過(guò)電阻RAx連接被測(cè)熱電阻Rtdx的一端，即連接到測(cè)量通道A ;所述UAx的第5引腳接地，第6引腳通過(guò)電阻RCx連接被測(cè)熱電阻Rtdx的另一端，構(gòu)成測(cè)量通道B;所述UBx的第7引腳連接基準(zhǔn)電阻的采樣電壓，第8引腳通過(guò)電阻RDx連接被測(cè)熱電阻Rtdx的另一端，即連接到測(cè)量通道B ；[0022]所述UBx的第6引腳連接基準(zhǔn)電阻的采樣電壓，第5引腳通過(guò)電阻REx連接被測(cè)熱電阻Rtdx的另一端，構(gòu)成測(cè)量通道C。所述基準(zhǔn)電阻采樣電路是基準(zhǔn)電阻切換電路，它包括電阻R8、R9、RlO和R0，兩個(gè)雙路切換開關(guān)USl和US2;所述電阻RO是基準(zhǔn)電阻；雙路切換開關(guān)USl和US2是相同的，且它們都是由兩個(gè)光率禹繼電器構(gòu)成，對(duì)于任一雙路切換開關(guān)，其第1、2引腳分別為第一光稱繼電器的發(fā)光管的陽(yáng)極端和陰極端，第7、8引腳為對(duì)應(yīng)的輸出端；第3、4引腳分別為第二光耦繼電器的發(fā)光管的陽(yáng)極端和陰極端，第5、6引腳為對(duì)應(yīng)的輸出端；所述電阻RO的一端連接雙路切換開關(guān)USl的第5引腳和US2的第7引腳，另一端連接USl的第7引腳和US2的第5引腳；所述USl的第6引腳為恒流源輸入端；電阻RlO的一端接USl的第8引腳，另一端連接模擬地AGND ；所述US2的第8引腳和US2的第6引腳作為RO電阻上電壓采樣引腳，供后繼模擬量采樣電路使用；所述電阻R8的一端連接電源VCC端，另一端連接USl的第I引腳;US1的第2引腳和USl的第3引腳短接在一起，USl的第4引腳為選擇信號(hào)S5輸入端；電阻R9 —端連接電源VCC端，另一端連接US2的第I引腳，US2的第2引腳和US2的第3引腳短接在一起，US2的第4引腳為選擇信號(hào)S5輸入端。與現(xiàn)有技術(shù)相比本實(shí)用新型的技術(shù)方案避免了在三線制熱電阻測(cè)量系統(tǒng)時(shí)搭建雙恒流源電路所遇到的器件對(duì)稱性問(wèn)題，解決了熱電阻測(cè)量范圍小的問(wèn)題，同時(shí)也解決了調(diào)零電阻帶來(lái)的麻煩?？偟膩?lái)說(shuō)，本方案擴(kuò)展了多通道熱電阻的測(cè)量范圍，同時(shí)提高了多通道熱電阻測(cè)量的穩(wěn)定性和可靠性，能應(yīng)用于電力、化工、冶金、印染、制藥和供熱等多種行業(yè)的溫度測(cè)量，具有很強(qiáng)的實(shí)用性。

圖I本實(shí)用新型的雙檔基準(zhǔn)電壓源電路圖；圖2本實(shí)用新型的恒流源電路圖；圖3本實(shí)用新型的雙檔恒流源電路圖；圖4本實(shí)用新型的多通道熱電阻電阻切換電路圖；圖5本實(shí)用新型的基準(zhǔn)切換電路圖。
具體實(shí)施方式
一種單恒流源多通道熱電阻測(cè)量系統(tǒng)，包括恒流源電路、基準(zhǔn)電阻采樣電路和熱電阻測(cè)量電路；所述恒流源電路的輸出端分別連接基準(zhǔn)電阻采樣電路的電流輸入端和熱電阻測(cè)量電路的輸入端；熱電阻測(cè)量電路的基準(zhǔn)電壓電壓輸入端連接所述基準(zhǔn)電阻采樣電路的電壓輸出端；所述熱電阻測(cè)量電路的輸出端即為被測(cè)電阻Rtdx的測(cè)量端；其特征是所述熱電阻測(cè)量電路包括相同的且相互并聯(lián)的多個(gè)；所述恒流源電路包括雙檔基準(zhǔn)電壓源電路；所述的雙檔基準(zhǔn)電壓源電路包括電阻R1、R2、R3和R4、穩(wěn)壓管Zl和雙向開關(guān)U1A、UlB ;電阻R2、R3和R4先依次串聯(lián)在一起后，再與穩(wěn)壓管Zl并聯(lián)，穩(wěn)壓管Zl的陰極端連接R2，Zl的陽(yáng)極端連接R4 ;所述電阻Rl的一端連接供電電源AVCC端，另一端連接穩(wěn)壓管Zl的陰極端；所述雙向開關(guān)UlA的一端連接電阻R2和R3之間，另一端為輸出信號(hào)AVCC2端，UlA的開關(guān)控制端為SI ;雙向開關(guān)UlA的另一端連接電阻R4和R3之間，另一端為輸出信號(hào)AVCC2端，UlB的開關(guān)控制端為S2 ；S1端和S2端不同時(shí)為選通；所述穩(wěn)壓管Zl的陰極端連接其工作電源AVCCl端，Zl的陽(yáng)極端接地；所述的恒流源電路包括電阻R5、R6和R7、運(yùn)放OPl和三極管Ql ；電阻R7的一端連接供電電源AVCC端，另一端連接三極管Ql的發(fā)射極；電阻R5的一端連接Ql的發(fā)射極，另一端連接運(yùn)放OPl的負(fù)輸入端，OPl的正輸入端連接所述輸出信號(hào)AVCC2端；運(yùn)放OPl的輸出端通過(guò)電阻R6連接三極管Ql的集電極；三極管Ql的集電極作為本恒流源電路的電流輸出端。所述熱電阻測(cè)量電路中的任一個(gè)為單通道熱電阻切換電路；對(duì)于任一個(gè)單通道熱電阻切換電路，包括電阻RAx、RBx, RCx、RDx, REx, RFx和RGx，雙路切換開關(guān)UAx和UBx，以及單路切換開關(guān)UCx ;所述UAx對(duì)應(yīng)測(cè)量通道B，UBx對(duì)應(yīng)測(cè)量通道C，UCx對(duì)應(yīng)測(cè)量通道A ；所述單路切換開關(guān)UCx是光耦繼電器，其第1、2引腳分別為光耦繼電器的發(fā)光管的陽(yáng)極端和陰極端，第4、6引腳為對(duì)應(yīng)的輸出端； 所述雙路切換開關(guān)UAx和UBx是相同的，且它們都是由兩個(gè)光耦繼電器構(gòu)成，對(duì)于任一雙路切換開關(guān)，其第1、2引腳分別為第一光耦繼電器的發(fā)光管的陽(yáng)極端和陰極端，第7,8引腳為對(duì)應(yīng)的輸出端;第3、4引腳分別為第二光耦繼電器的發(fā)光管的陽(yáng)極端和陰極端，第5、6引腳為對(duì)應(yīng)的輸出端；所述UCx的第2引腳分別連接所述UAx和UBx的第4引腳，且連接通道選擇信號(hào)CSx 端；所述UCx的第I引腳通過(guò)電阻RFx連接電源VCC端；所述UAx的第I引腳通過(guò)電阻RGx連接VCC端；所述UBx的第I引腳作為測(cè)量通道B選擇引腳連接相應(yīng)選擇信號(hào)，UBx的第3引腳作為測(cè)量通道C選擇引腳連接相應(yīng)選擇信號(hào)；所述UAx的第6引腳連接基準(zhǔn)電阻的采樣電壓，第4引腳通過(guò)電阻RAx連接被測(cè)熱電阻Rtdx的一端，構(gòu)成測(cè)量通道A ；所述UAx的第7引腳連接恒流源的電流輸出端，第8引腳通過(guò)電阻RAx連接被測(cè)熱電阻Rtdx的一端，即連接到測(cè)量通道A ;所述UAx的第5引腳接地，第6引腳通過(guò)電阻RCx連接被測(cè)熱電阻Rtdx的另一端，構(gòu)成測(cè)量通道B;所述UBx的第7引腳連接基準(zhǔn)電阻的采樣電壓，第8引腳通過(guò)電阻RDx連接被測(cè)熱電阻Rtdx的另一端，即連接到測(cè)量通道B ；所述UBx的第6引腳連接基準(zhǔn)電阻的采樣電壓，第5引腳通過(guò)電阻REx連接被測(cè)熱電阻Rtdx的另一端，構(gòu)成測(cè)量通道C。所述基準(zhǔn)電阻采樣電路是基準(zhǔn)電阻切換電路，它包括電阻R8、R9、RlO和R0，兩個(gè)雙路切換開關(guān)USl和US2 ；所述電阻RO是基準(zhǔn)電阻；雙路切換開關(guān)USl和US2是相同的，且它們都是由兩個(gè)光率禹繼電器構(gòu)成，對(duì)于任一雙路切換開關(guān)，其第1、2引腳分別為第一光稱繼電器的發(fā)光管的陽(yáng)極端和陰極端，第7、8引腳為對(duì)應(yīng)的輸出端；第3、4引腳分別為第二光耦繼電器的發(fā)光管的陽(yáng)極端和陰極端，第5、6引腳為對(duì)應(yīng)的輸出端；所述電阻RO的一端連接雙路切換開關(guān)USl的第5引腳和US2的第7引腳，另一端連接USl的第7引腳和US2的第5引腳；所述USl的第6引腳為恒流源輸入端；電阻RlO的一端接USl的第8引腳，另一端連接模擬地AGND ；所述US2的第8引腳和US2的第6引腳作為RO電阻上電壓采樣引腳，供后繼模擬量采樣電路使用； 所述電阻R8的一端連接電源VCC端，另一端連接USl的第I引腳;US1的第2引腳和USl的第3引腳短接在一起，USl的第4引腳為選擇信號(hào)S5輸入端；電阻R9 —端連接電源VCC端，另一端連接US2的第I引腳，US2的第2引腳和US2的第3引腳短接在一起，US2的第4引腳為選擇信號(hào)S5輸入端。
以下結(jié)合附圖與具體實(shí)施方式
對(duì)本技術(shù)方案進(jìn)一步說(shuō)明如下雙檔基準(zhǔn)電壓源電路如圖I所示。其中，R2-R4三個(gè)電阻串聯(lián)在一起與穩(wěn)壓管Zl并聯(lián)后再與Rl串聯(lián)，組成二級(jí)分壓電路第一級(jí)分壓電路由Rl串聯(lián)Zl組成，將供電電源AVCC與AGND之間的電壓穩(wěn)定至穩(wěn)壓管Zl的工作電壓AVCCl ;第二級(jí)分壓電路由R2、R3和R4串聯(lián)后并在Zl兩端實(shí)現(xiàn)對(duì)AVCCl的分壓。兩個(gè)雙向開關(guān)UlA和UlB分別通過(guò)信號(hào)SI和S2來(lái)選取電阻R3兩端的電壓(SI和S2不可同時(shí)選通)，輸出信號(hào)為AVCC2，從而形成雙檔基準(zhǔn)電壓源電路。Rl可以根據(jù)AVCC與AVCCl間的壓差選取阻值和功率，可以選取對(duì)精度和溫度系數(shù)要求不高的普通電阻；而R2、R3和R4需要精度相對(duì)高一些的低溫漂電阻，這三個(gè)電阻的阻值比例根據(jù)所設(shè)計(jì)的兩檔恒流源電流大小選取。恒流源電路原理如圖2所示。其中，運(yùn)放OPl引入負(fù)反饋將Ql的發(fā)射極電壓穩(wěn)定在AVCC2左右，此時(shí)恒流源I=(AVCC-AVCC2)/R7，R7的大小要根據(jù)AVCC2及所設(shè)計(jì)的恒流源大小選取，R7最好選擇低溫漂電阻。此恒流源電路與雙檔基準(zhǔn)電壓源電路聯(lián)合組成的雙檔恒流源電路如圖3所示。其中，關(guān)閉SI選通S2可以形成一個(gè)電流值較大的恒流源，用于Cu50、Cu53和PtlOO等阻值范圍較小的熱電阻測(cè)量；關(guān)閉S2選通SI可形成一個(gè)電流值較小的恒流源用于測(cè)量像PtlOOO這種阻值范圍較大的熱電阻測(cè)量。此種恒流源的精度高、負(fù)載范圍寬，在PtlOO和PtlOOO的工業(yè)應(yīng)用范圍內(nèi)完全能保證有效的精度和線性度。本例的多通道熱電阻切換電路如圖4所示，由多個(gè)單通道熱電阻切換前路組成，單個(gè)通道的熱電阻切換電路原理如圖4所示，增加熱電阻通道電路時(shí)只需要改變通道選擇信號(hào)CSx (X為相應(yīng)信道編號(hào))即可?，F(xiàn)以第一通道電路為例說(shuō)明具體實(shí)施方式
當(dāng)僅選通通道選擇信號(hào)CSl時(shí)，恒流源的電流I經(jīng)過(guò)UA1-7、UAI-8經(jīng)過(guò)RAl流入熱電阻Rtdi的A線，電流從B線流出，經(jīng)電阻RCl及RA1-6和UA1-5返回模擬電源地AGND。當(dāng)選通S3而斷開S4時(shí)，Tl和T2兩端測(cè)得的電壓US=Uai^UktdAUeb=I X (r+RTD1+r)=I X (RTD1+2r)；當(dāng)選通S4而斷開S3時(shí)，Tl和T2兩端測(cè)得的電壓M=Uai^UktdP X U4_U3=2 X I X (r+RTDl) -I X (RTD1+2r) =I X Rtdi=Uetdi。由此可得，經(jīng)過(guò)S3和S4的切換可以通過(guò)模數(shù)轉(zhuǎn)換測(cè)得恒流源的電流I在該通道熱電阻Rtdi上的壓降Uktdi。在整個(gè)測(cè)量過(guò)程中，僅需要在測(cè)量該通道時(shí)才將恒流源電路及測(cè)量系統(tǒng)中的其它內(nèi)部電路與外接熱電阻建立連接，而單次模擬量測(cè)量需要的時(shí)間比較短，大概在幾毫秒的數(shù)量級(jí)，這樣就大大減少了外接干擾通過(guò)熱電阻的ABC三根接線傳到進(jìn)內(nèi)部電路的機(jī)會(huì)，從而在一定程度上增加了整個(gè)模擬電路的可靠性；同時(shí)也大大降低了傳統(tǒng)熱電阻采集時(shí)恒流源長(zhǎng)時(shí)間加載在被測(cè)電阻上引起的自熱性問(wèn)題。在本方案中，通道切換開關(guān)UAl、UBl和UCl等選用的是光耦繼電器，這為整個(gè)測(cè)量系統(tǒng)中的模擬電路與數(shù)字電路的電氣隔離提供了可能性，從而大大提高了整個(gè)測(cè)量系統(tǒng)的可靠性?；鶞?zhǔn)電阻切換電路如圖5所示。其中，電阻RO是基準(zhǔn)電阻，當(dāng)斷開所有通道的選通信號(hào)CSl CSx而選通S5時(shí)，恒流源的電流I經(jīng)過(guò)US1-6、US1-5流入R0，并經(jīng)過(guò)US1-7和US1-8流過(guò)保護(hù)電阻RlO返回恒流源地AGND，同時(shí)Tl和T2引腳接入后繼的模擬量調(diào)理和轉(zhuǎn)換電路測(cè)得基準(zhǔn)電壓Utl。因?yàn)樗訰tdx=RciXUktdxZU15由此可見不必確定具體的恒流源I的大小也可以測(cè)得熱電阻Rtdx的值(X為相應(yīng)信道編號(hào))，從而計(jì)算出Rx所對(duì)應(yīng)的溫度值；換句話說(shuō)，只要在測(cè)量熱電阻Rtdx與測(cè)量基準(zhǔn)電阻RO時(shí)將恒流源I保持一致就可以保證測(cè)量的精度，這就可以減弱對(duì)圖I中電阻R2、R3和R4以及圖2中電阻R7·的要求，同時(shí)也可以消弱環(huán)境溫度的變化對(duì)測(cè)量精度的影響。
權(quán)利要求1.一種單恒流源多通道熱電阻測(cè)量系統(tǒng)，包括恒流源電路、基準(zhǔn)電阻采樣電路和熱電阻測(cè)量電路；所述恒流源電路的輸出端分別連接基準(zhǔn)電阻采樣電路的電流輸入端和熱電阻測(cè)量電路的輸入端；熱電阻測(cè)量電路的基準(zhǔn)電壓電壓輸入端連接所述基準(zhǔn)電阻采樣電路的電壓輸出端；所述熱電阻測(cè)量電路的輸出端即為被測(cè)電阻Rtdx的測(cè)量端； 其特征是所述熱電阻測(cè)量電路包括相同的且相互并聯(lián)的多個(gè)；所述恒流源電路包括雙檔基準(zhǔn)電壓源電路； 所述的雙檔基準(zhǔn)電壓源電路包括電阻R1、R2、R3和R4、穩(wěn)壓管Zl和雙向開關(guān)U1A、U1B ；電阻R2、R3和R4先依次串聯(lián)在一起后，再與穩(wěn)壓管Zl并聯(lián)，穩(wěn)壓管Zl的陰極端連接R2，Zl的陽(yáng)極端連接R4 ;所述電阻Rl的一端連接供電電源AVCC端，另一端連接穩(wěn)壓管Zl的陰極端；所述雙向開關(guān)UlA的一端連接電阻R2和R3之間，另一端為輸出信號(hào)AVCC2端，UlA的開關(guān)控制端為SI ;雙向開關(guān)UlA的另一端連接電阻R4和R3之間，另一端為輸出信號(hào)AVCC2端，UlB的開關(guān)控制端為S2 ；S1端和S2端不同時(shí)為選通；所述穩(wěn)壓管Zl的陰極端連接其工作電源AVCCl端，Zl的陽(yáng)極端接地； 所述的恒流源電路包括電阻R5、R6和R7、運(yùn)放OPl和三極管Ql ;電阻R7的一端連接供電電源AVCC端，另一端連接三極管Ql的發(fā)射極；電阻R5的一端連接Ql的發(fā)射極，另一端連接運(yùn)放OPl的負(fù)輸入端，OPl的正輸入端連接所述輸出信號(hào)AVCC2端；運(yùn)放OPl的輸出端通過(guò)電阻R6連接三極管Ql的集電極；三極管Ql的集電極作為本恒流源電路的電流輸出端。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種單恒流源多通道熱電阻測(cè)量系統(tǒng)，其特征是所述熱電阻測(cè)量電路中的任一個(gè)為單通道熱電阻切換電路；對(duì)于任一個(gè)單通道熱電阻切換電路，包括電阻RAx、RBx、RCx、RDx、REx、RFx和RGx，雙路切換開關(guān)UAx和UBx，以及單路切換開關(guān)UCx ；所述UAx對(duì)應(yīng)測(cè)量通道B，UBx對(duì)應(yīng)測(cè)量通道C，UCx對(duì)應(yīng)測(cè)量通道A ； 所述單路切換開關(guān)UCx是光耦繼電器，其第1、2引腳分別為光耦繼電器的發(fā)光管的陽(yáng)極端和陰極端，第4、6引腳為對(duì)應(yīng)的輸出端； 所述雙路切換開關(guān)UAx和UBx是相同的，且它們都是由兩個(gè)光耦繼電器構(gòu)成，對(duì)于任一雙路切換開關(guān)，其第1、2引腳分別為第一光耦繼電器的發(fā)光管的陽(yáng)極端和陰極端，第7、8引腳為對(duì)應(yīng)的輸出端;第3、4引腳分別為第二光耦繼電器的發(fā)光管的陽(yáng)極端和陰極端，第5、6引腳為對(duì)應(yīng)的輸出端； 所述UCx的第2引腳分別連接所述UAx和UBx的第4引腳，且連接通道選擇信號(hào)CSx端; 所述UCx的第I引腳通過(guò)電阻RFx連接電源VCC端；所述UAx的第I引腳通過(guò)電阻RGx連接VCC端； 所述UBx的第I引腳作為測(cè)量通道B選擇引腳連接相應(yīng)選擇信號(hào)，UBx的第3引腳作為測(cè)量通道C選擇引腳連接相應(yīng)選擇信號(hào)； 所述UAx的第6引腳連接基準(zhǔn)電阻的采樣電壓，第4引腳通過(guò)電阻RAx連接被測(cè)熱電阻Rtdx的一端，構(gòu)成測(cè)量通道A ; 所述UAx的第7引腳連接恒流源的電流輸出端，第8引腳通過(guò)電阻RAx連接被測(cè)熱電阻Rtdx的一端，即連接到測(cè)量通道A ； 所述UAx的第5引腳接地，第6引腳通過(guò)電阻RCx連接被測(cè)熱電阻Rtdx的另一端，構(gòu)成測(cè)量通道B; 所述UBx的第7引腳連接基準(zhǔn)電阻的采樣電壓，第8引腳通過(guò)電阻RDx連接被測(cè)熱電阻Rtdx的另一端，即連接到測(cè)量通道B ； 所述UBx的第6引腳連接基準(zhǔn)電阻的采樣電壓，第5引腳通過(guò)電阻REx連接被測(cè)熱電阻Rtdx的另一端，構(gòu)成測(cè)量通道C。
3.根據(jù)權(quán)利要求I或2所述的一種單恒流源多通道熱電阻測(cè)量系統(tǒng)，其特征是所述基準(zhǔn)電阻采樣電路是基準(zhǔn)電阻切換電 路，它包括電阻R8、R9、RlO和RO，兩個(gè)雙路切換開關(guān)USI和 US2 ； 所述電阻RO是基準(zhǔn)電阻；雙路切換開關(guān)USl和US2是相同的，且它們都是由兩個(gè)光耦繼電器構(gòu)成，對(duì)于任一雙路切換開關(guān)，其第1、2引腳分別為第一光稱繼電器的發(fā)光管的陽(yáng)極端和陰極端，第7、8引腳為對(duì)應(yīng)的輸出端；第3、4引腳分別為第二光耦繼電器的發(fā)光管的陽(yáng)極端和陰極端，第5、6引腳為對(duì)應(yīng)的輸出端； 所述電阻RO的一端連接雙路切換開關(guān)USl的第5引腳和US2的第7引腳，另一端連接USl的第7引腳和US2的第5引腳； 所述USl的第6引腳為恒流源輸入端；電阻RlO的一端接USl的第8引腳，另一端連接模擬地AGND ； 所述US2的第8引腳和US2的第6引腳作為RO電阻上電壓采樣引腳，供后繼模擬量采樣電路使用； 所述電阻R8的一端連接電源VCC端，另一端連接USl的第I引腳；US1的第2引腳和USl的第3引腳短接在一起，USl的第4引腳為選擇信號(hào)S5輸入端；電阻R9 —端連接電源VCC端，另一端連接US2的第I引腳，US2的第2引腳和US2的第3引腳短接在一起，US2的第4引腳為選擇信號(hào)S5輸入端。
專利摘要一種單恒流源多通道熱電阻測(cè)量系統(tǒng)，包括恒流源電路、基準(zhǔn)電阻采樣電路和熱電阻測(cè)量電路；所述雙檔單恒流源電路的輸出端分別連接基準(zhǔn)電阻采樣電路的電流輸入端和熱電阻測(cè)量電路的輸入端；熱電阻測(cè)量電路的基準(zhǔn)電壓電壓輸入端連接所述基準(zhǔn)電阻采樣電路的電壓輸出端；所述熱電阻測(cè)量電路的輸出端即為被測(cè)電阻RTDx的測(cè)量端；所述熱電阻測(cè)量電路包括相同的且相互并聯(lián)的多個(gè)；所述恒流源電路包括雙檔基準(zhǔn)電壓源電路和恒流源電路；與現(xiàn)有技術(shù)相比本實(shí)用新型的技術(shù)方案避免了在三線制熱電阻測(cè)量系統(tǒng)時(shí)搭建雙恒流源電路所遇到的器件對(duì)稱性問(wèn)題，解決了熱電阻測(cè)量范圍小的問(wèn)題，同時(shí)也解決了調(diào)零電阻帶來(lái)的麻煩。
文檔編號(hào)G01K7/16GK202648823SQ20122021585
公開日2013年1月2日 申請(qǐng)日期2012年5月14日 優(yōu)先權(quán)日2012年5月14日
發(fā)明者張博, 陳思寧, 陳宇彥, 王善永 申請(qǐng)人:南大傲拓科技江蘇有限公司