一種基于鉑熱電阻的測溫電路的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實用新型涉及測溫技術(shù)領(lǐng)域，更具體地說，涉及一種基于鉑熱電阻的測溫電路。
【背景技術(shù)】
[0002]傳統(tǒng)的鉑熱電阻測溫方式有電橋式和恒流源測溫，都是基于鉑熱電阻電阻值變化形成的電壓信號來映射溫度。鉑熱電阻一般用于測溫范圍不大的領(lǐng)域，且5mA/10mA的恒流源設(shè)計居多，由于模數(shù)轉(zhuǎn)換的模擬電壓參考幅值限制，這種設(shè)計的瓶頸是不能測量寬范圍的溫度，降低了測溫的靈敏度，加劇了鉑熱電阻自溫升對于測溫準(zhǔn)確度的影響，且有些電路為考慮抗干擾能力，采用電流輸出，引入隔離線性光耦，再轉(zhuǎn)換為電壓信號，其結(jié)構(gòu)復(fù)雜，同時抬高電路成本。針對某些測溫范圍較大的場合，且要求有較強的抗干擾能力，良好的準(zhǔn)確度，研究設(shè)計了如下所述電路，從而克服上述面臨的技術(shù)問題。
【實用新型內(nèi)容】
[0003]本實用新型所要解決的技術(shù)問題是，針對現(xiàn)有的技術(shù)問題，提供一種基于鉑熱電阻的測溫電路，具有較強的抗干擾能力以及提高溫度控制精確度。
[0004]本實用新型解決上述技術(shù)問題，提供如下解決的技術(shù)方案:一種基于鉑熱電阻的測溫電路，該電路包括測量電路和鉑熱電阻；所述測量電路包括用于提供熱噪聲極小的恒定電流信號的高精密恒流源電路、用于減小共模信號對弱電流信號造成干擾的共模抑制差分放大電路、用于調(diào)整輸出電壓信號與溫度值之間匹配的放大調(diào)零電路；所述高精密恒流源電路的第一輸出端和第二輸出端分別與鉑熱電阻的正極端和負極端相連接，所述鉑熱電阻的正極端和負極端分別與所述共模抑制差分放大電路的第一輸入端和第二輸入端相連接，所述共模抑制差分放大電路的第三輸出端與所述放大調(diào)零電路的第三輸入端相連接。
[0005]在本實用新型的基于鉑熱電阻的測溫電路中，所述高精密恒流源電路包括第一電阻、至少兩個第二電阻、穩(wěn)壓管、三極管；所述穩(wěn)壓管的陰極通過第一電阻與正極電源相連接，所述穩(wěn)壓管的陽極與參考地相連接，所述穩(wěn)壓管的反饋端通過第二電阻與參考地相連接；其中，所述三極管的基極與穩(wěn)壓管的陰極相連接，所述三極管的射極與穩(wěn)壓管的反饋端相連接，所述三極管的集電極作為第二輸出端與所述鉑熱電阻的負極端相連接；所述鉑熱電阻的正極端連接在第一電阻和正極電源之間。
[0006]在本實用新型的基于鉑熱電阻的測溫電路中，所述第一電阻為限流電阻；所述三極管采用β值不小于50的三極管，以減小恒流源的差異。
[0007]在本實用新型的基于鉑熱電阻的測溫電路中，所述共模抑制差分放大電路包括前級放大電路和后級差分放大電路；所述前級放大電路包括第一運算放大器、第二運算放大器；所述后級差分放大電路包括第三運算放大器；所述鉑熱電阻的正極端和負極端分別與第一運算放大器、第二運算放大器的輸入端相連接，用于將鉑熱電阻的溫度變化信號進行第一級放大；所述第一運算放大器、第二運算放大器的輸出端均連接到第三運算放大器輸入端，以將第一級放大后的溫度變化信號進行放大。
[0008]在本實用新型的基于鉑熱電阻的測溫電路中，所述前級放大電路還包括第四電阻、第五電阻、第六電阻、第八電阻和第十一電阻，所述后級差分放大電路還包括第十二電阻和第十三電阻；所述鉑熱電阻的正極端與第一運算放大器的同相輸入端相連接，所述鉑熱電阻的負極端與第二運算放大器的同相輸入端相連接；其中，所述第一運算放大器的輸出端和第二運算放大器的輸出端通過第四電阻、第五電阻和第六電阻相連接，所述第一運算放大器的反相輸入端連接在第四電阻和第六電阻之間，所述第二運算放大器的反相輸入端連接在第五電阻和第六電阻之間；所述第一運算放大器的輸出端通過第八電阻與第三運算放大器的反相輸入端相連接，所述第二運算放大器的輸出端通過第十一電阻與第三運算放大器的正相輸入端相連接；所述第三運算放大器的反相輸入端通過第十二電阻與第三運算放大器的輸出端相連接，所述第三運算放大器的正相輸入端通過第十三電阻與第三運算放大器輸出端相連接。
[0009]在本實用新型的基于鉑熱電阻的測溫電路中，所述第一運算放大器的正相輸入端和反相輸入端以及第三放大器的正相輸入端和反相輸入端分別通過電容與參考地相連接。
[0010]在本實用新型的基于鉑熱電阻的測溫電路中，所述放大調(diào)零電路包括第四運算放大器、第九電阻、第十電阻、第十四電阻、第十五電阻、第十七電阻、第七電阻、第十六電阻、第三十五電阻、第一顯示組和第二顯示組；所述第四運算放大器的正向輸入端連接在第十四電阻和第九電阻之間，所述第四運算放大器的反相輸入端通過第十電阻與第三運算放大器的輸出端相連接；所述第十四電阻的一端通過第十七電阻與負壓電源相連接，另一端通過第九電阻與參考地相連接，其中，所述第十五電阻與第十四電阻相互并聯(lián)。
[0011]在本實用新型的基于鉑熱電阻的測溫電路中，所述第十七電阻、第十四電阻和第九電阻分別為分壓電阻；所述第十六電阻作為反饋電阻連接第四運算放大器的輸出端和其反相輸入端。
[0012]在本實用新型的基于鉑熱電阻的測溫電路中，所述第一顯示組包括第一二極管、第二二極管，所述第二顯示組包括第三二極管和第四二極管；所述第一二極管的陽極與所述第二二極管的陰極相連接，所述第三二極管的陰極和第四二極管的陰極相連接，所述第四運算放大器的輸出端連接在第一二極管的陽極和第二二極管的陰極之間，所述第四運算放大器的輸出端連接在第三二極管的陰極和第四二極管的陰極之間。
[0013]在本實用新型的基于鉑熱電阻的測溫電路中，所述第一二極管的陰極與正壓電源相連接，所述第二二極管的陽極、第三二極管的陰極和第四二極管的陰極分別與參考地相連接。
[0014]實施本實用新型的基于鉑熱電阻的測溫電路，具有以下有益效果:利用熱噪聲極小的帶隙基準(zhǔn)電壓源設(shè)計成精密恒流源，鉑熱電阻串入恒流源電路中，生成與電阻值呈線性的電壓信號；電壓信號經(jīng)共模抑制差分放大電路處理，有效地減小共模信號對弱電流信號造成的干擾；再進入放大調(diào)零電路，輸出O?5V的電壓信號，可通過調(diào)整放大，調(diào)零參數(shù)來改變O?5V信號與對應(yīng)溫度范圍，有效的提高溫控精確度。
【附圖說明】
[0015]下面將結(jié)合附圖及實施例對本實用新型作進一步說明，附圖中:
[0016]圖1為本實用新型的基于鉑熱電阻的測溫電路的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0017]圖2為本實用新型的基于鉑熱電阻的測溫電路優(yōu)選實施例的結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實施方式】
[0018]為了使本實用新型的目的、技術(shù)方案及優(yōu)點更加清楚明白，以下結(jié)合附圖及實施例，對本實用新型進行進一步詳細說明。應(yīng)當(dāng)理解，此處所描述的具體實施例僅用以解釋本實用新型，并不用于限定本實用新型。
[0019]如圖1所示，為本實用新型的基于鉑熱電阻的測溫電路的結(jié)構(gòu)示意圖；一種基于鉑熱電阻的測溫電路，該電路包括測量電路I和鉑熱電阻2 ;測量電路I包括用于提供熱噪聲極小的恒定電流信號的高精密恒流源電路11、用于減小共模信號對弱電流信號造成干擾的共模抑制差分放大電路12、用于調(diào)整輸出電壓信號與溫度值之間匹配的放大調(diào)零電路13 ;高精密恒流源電路11的第一輸出端和第二輸出端分別與鉑熱電阻2的正極端和負極端相連接，鉑熱電阻2的正極端和負極端分別與共模抑制差分放大電路12的第一輸入端和第二輸入端相連接，共模抑制差分放大電路12的第三輸出端與放大調(diào)零電路13的第三輸入端相連接。
[0020]如圖2所示，為本實用新型的基于鉑熱電阻的測溫電路優(yōu)選實施例的結(jié)構(gòu)示意圖上述的基于鉑熱電阻的測溫電路中，高精密恒流源電路11包括第一電阻R1、至少兩個第二電阻R2、穩(wěn)壓管Z3、三極管TR4 ;穩(wěn)壓管Z3的陰極通過第一電阻Rl與正極電源VCC相連接，穩(wěn)壓管Z3的陽極與參考地相連接，穩(wěn)壓管Z3的反饋端通過第二電阻R2與參考地相連接；其中，三極管TR4的基極與穩(wěn)壓管Z3的陰極相連接，三極管TR4的射極與穩(wěn)壓管Z3的反饋端相連接，三極管TR4的集電極作為第二輸出端與鉑熱電阻2的負極端相連接；鉑熱電阻2的正極端連接在第一電阻Rl和正極電源VCC之間。
[0021]上述的基于鉑熱電阻的測溫電路中，第一電阻Rl為限流電阻；三極管TR4采用β值不小于50的三極管，以減小恒流源的差異。
[0022]以電壓5V為例，所述5V電源通過第一電阻Rl連接到穩(wěn)壓管Ζ3的陰極，穩(wěn)壓管Ζ3的陽極接參考地，該穩(wěn)壓管Ζ3的反饋端通過阻值為2.5k歐姆的第二電阻R2和第三電阻R3串聯(lián)連接到參考地。其中，第二電阻R2和第三電阻R3與第一電容Cl相并聯(lián)；三極管TR4的基極連接穩(wěn)壓管Z3的陰極，三極管TR4的射極連接穩(wěn)壓管Z3的反饋端，三極管TR4集電極連接鉑熱電阻2后再到電源，選擇β值較大的三極管，這樣射極電流與集電極電流相近，后級放大調(diào)零后的信號不至于差異性較大。
[0023]上述的基于鉑熱電阻的測溫電路中，共模抑制差分放大電路12包括前級放大電路121和后級差分放大電路122 ;前級放大電路121包括第一運算放大器U1A、第二運算放大器UlB ;后級差分放大電路122包括第三運算放大器U2A ;鉑熱電阻2的正極端和負極端分別與第一運算放大器U1A、第二運算放大器UlB的輸入端相連接，用于將鉑熱電阻2的溫度變化信號進行第一級放大；第一運算放大器U1A、第二運算放大器UlB的輸出端均連接到第三運算放大器U2A輸入端，以將第一級放大后的溫度變化信號進行放大。
[0024]上述的基于鉑熱電阻的測溫電路中，前級放大電路121還包括第四電阻R4、第五電阻R5、第六電阻R6、第八電阻R8和第十一電阻R11，后級差分放大電路122還包括第十二電阻R12和第十三電阻R13 ;鉑熱電阻2的正極端與第一運算放大器UlA的同相輸入端相連接，鉑熱電阻2的負極端與第二運算放大器UlB的同相輸入