一種新型溫度傳感器處理電路制造技術

本發明專利技術涉及一種新型溫度傳感器處理電路，包括由電阻R1～R4、運算放大器N1A、精密基準電壓源N2連接成1mA的恒流源，給四線制鉑電阻式溫度傳感器Pt供電；溫度傳感器Pt的輸出端連接到由電容C1～C4、電阻R5～R8、運算放大器N1D組成的前置差分放大器；由電阻R9、可調電位器R10、電阻R11～R16、運算放大器N1B組成的差分放大調零電路；由可調電位器R17、電阻R18～R20、運算放大器N1C組成的同相比例放大器；由電阻R21、電壓調整二極管V1、運算放大器N3組成的限幅放大器。采用差分放大器進行信號放大處理，可以有效消除溫度傳感器因引線太長而附加電阻影響測量精度問題，提高了測量精度。

【技術實現步驟摘要】

本專利技術屬于電子電路設計技術，涉及基于溫度信號調理技術，特別涉及四線制鉑電阻式溫度傳感器信號處理電路。
技術介紹
溫度測量在工業領域應用十分廣泛，如何準確測量溫度參數，除了選用高性能的溫度傳感器外，其關鍵還在于溫度信號處理電路的設計。傳統的溫度信號處理電路是由單個運算放大器組成的同相或反相放大器，這種類型的放大器不能消除溫度傳感器引出線所附加的電阻。由于鉑電阻式溫度傳感器每敏感到1℃溫度變化時，對應的電阻值變化量僅為0.38Ω，因而引出線附加電阻的存在對測量結果的影響較大。同時，為了使得經過處理后的溫度信號能夠適應后續CPU芯片采取電平要求，并保證在溫度傳感器開路或短路時，信號處理電路的輸出不會超出CPU芯片A/D采樣電壓最大值。為此，必須設計能夠有效消除溫度傳感器引出線附加電阻的信號處理電路，并對輸出信號幅值進行一定的限制。
技術實現思路
本專利技術的目的是：針對現有溫度信號處理電路存在的種種問題，本專利技術提出一種滿足四線制鉑電阻式溫度傳感器的溫度信號處理電路。本專利技術采取的技術方案是：一種新型溫度傳感器處理電路，包括由電阻R1～R4、運算放大器N1A、精密基準電壓源N2連接成1mA的恒
流源，給四線制鉑電阻式溫度傳感器Pt供電；溫度傳感器Pt的輸出端連接到由電容C1～C4、電阻R5～R8、運算放大器N1D組成的前置差分放大器；由電阻R9、可調電位器R10、電阻R11～R16、運算放大器N1B組成的差分放大調零電路；由可調電位器R17、電阻R18～R20、運算放大器N1C組成的同相比例放大器；由電阻R21、電壓調整二極管V1、運算放大器N3組成的限幅放大器。上述恒流源、前置差分放大器、差分放大調零電路、同相比例放大器、限幅放大器的連接關系為：運算放大器N1A的輸入正端通過電阻R2與精密基準電壓源N2的負極相連，運算放大器N1A的輸入負端通過電阻R3與精密基準電壓源N2的正極、溫度傳感器Pt的供電正端相連，運算放大器N1A的輸出端通過電阻R1與精密基準電壓源N2的負極相連，運算放大器N1A的輸出端與輸入負端之間跨接電阻R4；溫度傳感器Pt的供電負端連接至地線，溫度傳感器Pt的輸出正端通過電阻R7與運算放大器N1D輸入正端相連，溫度傳感器Pt的輸出正端與電阻R7之間通過并聯電容C3、電容C4接地，且電容C3負極接地，電阻R7與運算放大器N1D輸入正端之間通過電阻R8接地，溫度傳感器Pt的輸出負端通過電阻R6與運算放大器N1D輸入負端相連，溫度傳感器Pt的輸出負端與電阻R6之間通過并聯電容C1、電容C2接地，且電容C1負極接地；運算放大器N1D的輸出端與輸入負端之間跨接電阻R5；運算放大器N1B輸入正端通過電阻R15與運算放大器N1D的輸出端相連，且在電阻R15與運算放大器N1B之間通過電阻R16接地，運算
放大器N1B輸入負端通過電阻R14連接至一個分壓器的取樣點，在分壓器中，上分壓電阻為R9，且電阻R9另一端接至+5V基準電壓VrefA，下分壓電阻由R12與可調電位器R10并聯后再與電阻R11串聯后形成，且電阻R11的一端接地，在運算放大器N1B的輸入負端與輸出端之間跨接電阻R13，運算放大器N1B的輸出端通過電阻R18連接到運算放大器N1C的輸入正端；運算放大器N1C的輸入負端通過電阻R19與可調電位器R17串聯后接地，在運算放大器N1C的輸入負端與輸出端之間跨接電阻R20，運算放大器N1C的輸出端通過電阻R21與運算放大器N3A的輸入正端相連；運算放大器N3A的輸入負端與輸出端相連，運算放大器N3A的輸出端通過電壓調整二極管V1接地，且電壓調整二極管V1正極接地，運算放大器N3的電源正端與+5V相連，運算放大器N3A的電源負端接地。本專利技術的優點是：采用差分放大器進行信號放大處理，可以有效消除溫度傳感器因引線太長而附加電阻影響測量精度問題，提高了測量精度。附圖說明圖1是本專利技術的電路原理圖。具體實施方式下面結合說明書附圖對本專利技術作進一步詳細描述。(1)運算放大器N1A的輸入正端通過電阻R2與精密基準電壓源N2的負極相連，運算放大器N1A的輸入負端通過電阻R3與精密基準電壓源N2的正極、溫度傳感器Pt的供電正端相連，運算放大器N1A的輸
出端通過電阻R1與精密基準電壓源N2的負極相連，運算放大器N1A的輸出端與輸入負端之間跨接電阻R4；(2)溫度傳感器Pt的供電負端連接至地線，溫度傳感器Pt的輸出正端通過電阻R7與運算放大器N1D輸入正端相連，溫度傳感器Pt的輸出正端與電阻R7之間通過并聯電容C3、電容C4接地，且電容C3負極接地，電阻R7與運算放大器N1D輸入正端之間通過電阻R8接地，溫度傳感器Pt的輸出負端通過電阻R6與運算放大器N1D輸入負端相連，溫度傳感器Pt的輸出負端與電阻R6之間通過并聯電容C1、電容C2接地，且電容C1負極接地；(3)運算放大器N1D的輸出端與輸入負端之間跨接電阻R5；(4)運算放大器N1B輸入正端通過電阻R15與運算放大器N1D的輸出端相連，且在電阻R15與運算放大器N1B之間通過電阻R16接地，運算放大器N1B輸入負端通過電阻R14連接至一個分壓器的取樣點，在分壓器中，上分壓電阻為R9，且電阻R9另一端接至+5V基準電壓VrefA，下分壓電阻由R12與可調電位器R10并聯后再與電阻R11串聯后形成，且電阻R11的一端接地，在運算放大器N1B的輸入負端與輸出端之間跨接電阻R13，運算放大器N1B的輸出端通過電阻R18連接到運算放大器N1C的輸入正端；(5)運算放大器N1C的輸入負端通過電阻R19與可調電位器R17串聯后接地，在運算放大器N1C的輸入負端與輸出端之間跨接電阻R20，運算放大器N1C的輸出端通過電阻R21與運算放大器N3A的輸入正端相連；(6)運算放大器N3A的輸入負端與輸出端相連，運算放大器N3A的輸出端通過電壓調整二極管V1接地，且電壓調整二極管V1正極接地，運算放大器N3的電源正端與+5V相連，運算放大器N3A的電源負端接地。信號處理電路采用四級進行信號處理。第一級是前置差分放大器，首先對溫度傳感器輸出的小信號進行預放大；第二極為專用調零電路，對溫度傳感器的輸出信號進行調零處理；第三極為幅度調整放大電路，用于將溫度傳感器輸出的信號放大調節到所需范圍；第四極為限幅放大器，用于對傳感器開路和斷路時，前端信號處理電路的輸出信號進行限幅，保證后續DSP芯片進行正常A/D采樣，并對DSP芯片進行保護。由于信號處理電路中的調零環節和輸出信號幅度調整環節為兩個獨立的電路，所以在實際中，電路調試十分方便。本實施通過調整電路中的可調電位器R10，可調節信號電路的信號輸出零信號值。調整可調電位器R17，可調節溫度傳感器滿量程輸出信號幅值，以便滿足后續DSP處理芯片進行A/D采樣要求。實施例1：元件的選型參數如下表1：表1 元件選型參數序號代號元件名稱元件規格數量1N1運算放大器FXOP11A12N2基準電壓源ER136-513N3運算放大器F12414V2電壓調整二級管1N522615R1、R19電阻4.3K26R2、R5、R8電阻50K37R3、R4電阻100K28R6、R7電阻10K29R9電阻8.2K110R10可調電位器100Ω本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種新型溫度傳感器處理電路，其特征在于：包括由電阻R1～R4、運算放大器N1A、精密基準電壓源N2連接成1mA的恒流源，給四線制鉑電阻式溫度傳感器Pt供電；溫度傳感器Pt的輸出端連接到由電容C1～C4、電阻R5～R8、運算放大器N1D組成的前置差分放大器；由電阻R9、可調電位器R10、電阻R11～R16、運算放大器N1B組成的差分放大調零電路；由可調電位器R17、電阻R18～R20、運算放大器N1C組成的同相比例放大器；由電阻R21、電壓調整二極管V1、運算放大器N3組成的限幅放大器。

【技術特征摘要】
1.一種新型溫度傳感器處理電路，其特征在于：包括由電阻R1～R4、運算放大器N1A、精密基準電壓源N2連接成1mA的恒流源，給四線制鉑電阻式溫度傳感器Pt供電；溫度傳感器Pt的輸出端連接到由電容C1～C4、電阻R5～R8、運算放大器N1D組成的前置差分放大器；由電阻R9、可調電位器R10、電阻R11～R16、運算放大器N1B組成的差分放大調零電路；由可調電位器R17、電阻R18～R20、運算放大器N1C組成的同相比例放大器；由電阻R21、電壓調整二極管V1、運算放大器N3組成的限幅放大器。2.根據權利要求1所述的新型溫度傳感器處理電路，其特征在于：恒流源、前置差分放大器、差分放大調零電路、同相比例放大器、限幅放大器的連接關系為：運算放大器N1A的輸入正端通過電阻R2與精密基準電壓源N2的負極相連，運算放大器N1A的輸入負端通過電阻R3與精密基準電壓源N2的正極、溫度傳感器Pt的供電正端相連，運算放大器N1A的輸出端通過電阻R1與精密基準電壓源N2的負極相連，運算放大器N1A的輸出端與輸入負端之間跨接電阻R4；溫度傳感器Pt的供電負端連接至地線，溫度傳感器Pt的輸出正端通過電阻R7與運算放大器N1D輸入正端相連，溫度傳感器Pt的輸出正端與電阻R7之間通過并聯電容C3、電容C4接地，且電容C3負極接地，電阻R7與運算放大...

【專利技術屬性】
技術研發人員：彭澤友，黃強，
申請(專利權)人：武漢航空儀表有限責任公司，
類型：發明
國別省市：湖北;42