一种铂电阻测温电路制造技术

本实用新型专利技术公开了一种铂电阻测温电路，该电路具有消除寄生热电势的作用，该电路包括模数转换芯片、第一单刀双掷开关、第二单刀双掷开关、参考电路、待测电路、微控制器；所述待测电路包括铂电阻、第一电压跟随器、第二电压跟随器，所述第一电压跟随器与所述第二电压跟随器的一端分别连接在所述铂电阻的两端上，所述第一电压跟随器与所述第二电压跟随器另一端分别与所述模数转换芯片的两输入端相连接；所述参考电路包括参考电阻，所述参考电阻与所述铂电阻串联，所述参考电阻的两端分别与所述模数转换芯片的两参考输入端相连接，通过此测温电路，可以有效的消除寄生热电势对铂电阻测温电路的影响，从而提高测温的准确性。

【技术实现步骤摘要】
一种铂电阻测温电路
本技术涉及温度测量领域，具体涉及到一种铂电阻测温电路。
技术介绍
温度是国际单位制的基本物理量之一,温度检测在工业自动化和科学研究领域应用非常广泛,热电阻测温是基于金属导体的电阻阻值随温度的增加而增加的这一特性来进行温度测量的，热电阻大多数都是由纯金属材料制成，目前应用广泛的测温元件是铂；由于铂的特性稳定,不会因为高低温而引起物理或化学的变化,且测量范围大,可达到-250℃至850℃,测温精度高、示值复现性高等特点。铂电阻和环境温度之间的特性曲线是非线性关系，当测量温度在-250℃<t<0℃时,Rt＝R0[1+At+Bt2+Ct3(t-100)]；当测量温度在0℃≤t≤850℃时,Rt＝R0[1+At+Bt2]；式中A＝3.9083×10-3；B＝-5.775×10-7；C＝4.183×10-12；根据此关系式可以由铂电阻的电阻阻值得到该阻值对应的温度值。因此利用铂电阻进行测温的电路在工业生产领域广泛应用，尤其是在精密测温领域。在精密测温系统中，根据测量的环境不同，往往会使用不同材质的金属导体来满足测量的需求；在铂电阻测温电路中，不同材质的金属连接时必然会产生连接点，由于不同材质金属导体之间相互接触，不同金属电子密度不同，自由电子就会从密度大的金属导体向密度小的金属导体移动，当达到平衡状态时，不同材质的金属间就会形成一定的电位差，即接触电势；在实际测温时，铂电阻的两端的连接点，所受的温场不均匀时，会造成铂电电阻两端连接点的温度不同，自由电子密度大的高温会向自由电子密度小的低温端扩散，当达到新的平衡时，高低温端则形成一定电位差，即温差电势；接触电势和温差电势组成了测温电路中的寄生热电势；正是由于寄生热电势的影响，所以在铂电阻测温电路中所测得铂电阻的阻值往往和实际铂电阻阻值存在一定偏差，从而影响着测温电路的准确性。所以有必要提出一种测温电路，用于消除寄生热电势对测温电路的影响，提高铂电阻测温电路的准确性。
技术实现思路
针对铂电阻测温电路中寄生热电势影响测温准确性的问题，本技术提出了一种铂电阻测温电路，用于消除测温电路中寄生热电势，从而提高测温的准确性。本技术的一种铂电阻测温电路，该电路具有消除寄生热电势的作用，其特征在于：该电路包括模数转换芯片、第一单刀双掷开关、第二单刀双掷开关、参考电路、待测电路；所述的模数转换芯片设置有高精度恒流源输出的两端口、输入两端口、参考输入两端口，所述高精度恒流源两端口能够输出两路稳定高精度电流；所述第一单刀双掷开关公共端与待测电路相连，其中一选择端连接在所述高精度恒流源输出的一端口、另一选择端接地；所述第二单刀双掷开关公共端与参考电路相连，其中一选择端连接在所述高精度恒流源的输出的另一端口，另一选择端接地；所述待测电路包括铂电阻、第一电压跟随器、第二电压跟随器，所述第一电压跟随器与所述第二电压跟随器的一端分别对应连接在所述铂电阻两端，所述第一电压跟随器与所述第二电压跟随器的另一端分别与所述模数转换芯片的两输入端对应连接；所述参考电路包括参考电阻，所述参考电阻与所述的铂电阻相串联，所述参考电阻的两端分别与所述模数转换芯片的两参考输入端相连接。优选的，在所述铂电阻与所述参考电阻之间还设置有继电器，所述继电器用于换接电路，控制不同的电路进行接通，所述继电器的公共端与所述参考电阻相连，两选择端与铂电阻相连。优选的，当所述铂电阻为四线制铂电阻时，所述继电器的两个选择端仅使用一个，使当前电路处于通路状态；当所述铂电阻为三线制铂电阻时，所述继电器的两个选择端都会使用。优选的，所述待测电路还包括滤波电路，所述滤波电路设置在所述第一电压跟随器、第二电压跟随器与所述模数转换芯片两输入端之间。优选的，所述参考电路还包括滤波电路，所述滤波电路设置在所述参考电阻与所述模数转换芯片两参考输入端之间。优选的，所述的滤波电路采用一阶RC低通滤波电路。优选的，还包括微控制器，连接在所述模数转换芯片上，用于对整个测温电路进行控制。一种铂电阻测温电路的方法，其特征在于：S1：模数转换芯片不输出电流时，读取模数转换芯片的电压包括第一电压跟随器失调电压、铂电阻两端的寄生热电势、第二电压跟随器失调电压；S2：将所述模数转换芯片的输入端正负对调，读取模数转换芯片输出的电压包括第一电压跟随器失调电压、铂电阻两端的寄生热电势、第二电压跟随器失调电压。S3：所述模数转换芯片一端输出电流时，第一单刀双掷开关选择恒流源输出端，第二单刀双掷开关选择接地端，读取模数转换芯片的电压包括第一电压跟随器失调电压、铂电阻两端的寄生热电势、铂电阻两端电压、第二电压跟随器失调电压。S4：所述模数转化芯片另一端输出电流时，第一单刀双掷开关选择接地端、第二单刀双掷开关选择恒流源输出端，读取模数转换芯片的电压包括第一电压跟随器失调电压、铂电阻两端的寄生热电势、铂电阻两端电压、第二电压跟随器失调电压。通过步骤S1与步骤S2得铂电阻两端的寄生热电势，再通过步骤S3与步骤S4，得铂电阻两端电压。优选的，当所述铂电阻为三线制铂电阻时：在完成进行S1～S4步骤后，得到铂电阻两端寄生热电势，还需要进行步骤S5、S6：S5：模数转换芯片一端口输出电流，第一单刀双掷开关选择恒流源端，第二单刀双掷开关选择地端，参考电阻与铂电阻电压低端相连，读取模数转换芯片的电压包括第一电压跟随器失调电压、铂电阻两端的寄生热电势、铂电阻两端电压、第二电压跟随器失调电压、铂电阻两端的引线电压。S6：模数转换芯片另一端口输出电流、第一单刀双掷开关选择地端、第二单刀双掷开关恒流源端，参考电阻与铂电阻电压低端相连，读取模数转换芯片的电压包括第一电压跟随器失调电压、铂电阻两端的寄生热电势、铂电阻两端电压、第二电压跟随器失调电压、铂电阻两端的引线电压。通过S1～S6求得三线制铂电阻一端引线电压，最终求得三线制铂电阻两端的电压。本技术的有益效果是：1.本技术通过控制模数转换芯片内部恒流源电流的是否输出、利用第一单刀双掷开关及第二单刀双掷开关控制电流的方向，读取模数转化芯片的测量结果；建立铂电阻两端电压与模数转化芯片读数之间的函数关系，求出影响测温电路精度的寄生热电势，进而得出铂电阻真实的电阻值，通过本技术测得铂电阻的阻值更加准确，进而提高了测温电路的准确性。2.本技术铂电阻可采用四线制铂电阻或三线制铂电阻，可以消除铂电阻两端引线电压对铂电阻阻值的影响，提高了测温电路的准确性。附图说明图1四线制铂电阻测温电路框图；图2三线制铂电阻测温电路框图；图3四线制铂电阻测温电路原理示意图；图4三线制铂电阻测温电路原理示意图；图中：1：模数转换芯片；2：第一单刀双掷开关(singlepoledualtrough，SPDT)；3：铂电阻；4：第一电压跟随器；5：第二电压跟随器；6：继电器；7：参考电阻；8：第二单刀双掷开关本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种铂电阻测温电路，该电路具有消除寄生热电势的作用，其特征在于：该电路包括模数转换芯片、第一单刀双掷开关、第二单刀双掷开关、参考电路、待测电路；/n所述的模数转换芯片设置有高精度恒流源输出的两端口、输入两端口、参考输入两端口，所述高精度恒流源两端口能够输出两路稳定高精度电流；/n所述第一单刀双掷开关公共端与待测电路相连，其中一选择端连接在所述高精度恒流源输出的一端口、另一选择端接地；/n所述第二单刀双掷开关公共端与参考电路相连，其中一选择端连接在所述高精度恒流源输出的另一端口，另一选择端接地；/n所述待测电路包括铂电阻、第一电压跟随器、第二电压跟随器，所述第一电压跟随器与所述第二电压跟随器的一端分别对应连接在所述铂电阻两端，所述第一电压跟随器与所述第二电压跟随器的另一端分别与所述模数转换芯片的两输入端对应连接；/n所述参考电路包括参考电阻，所述参考电阻与所述的铂电阻相串联，所述参考电阻的两端分别与所述模数转换芯片的两参考输入端相连接。/n

【技术特征摘要】
1.一种铂电阻测温电路，该电路具有消除寄生热电势的作用，其特征在于：该电路包括模数转换芯片、第一单刀双掷开关、第二单刀双掷开关、参考电路、待测电路；
所述的模数转换芯片设置有高精度恒流源输出的两端口、输入两端口、参考输入两端口，所述高精度恒流源两端口能够输出两路稳定高精度电流；
所述第一单刀双掷开关公共端与待测电路相连，其中一选择端连接在所述高精度恒流源输出的一端口、另一选择端接地；
所述第二单刀双掷开关公共端与参考电路相连，其中一选择端连接在所述高精度恒流源输出的另一端口，另一选择端接地；
所述待测电路包括铂电阻、第一电压跟随器、第二电压跟随器，所述第一电压跟随器与所述第二电压跟随器的一端分别对应连接在所述铂电阻两端，所述第一电压跟随器与所述第二电压跟随器的另一端分别与所述模数转换芯片的两输入端对应连接；
所述参考电路包括参考电阻，所述参考电阻与所述的铂电阻相串联，所述参考电阻的两端分别与所述模数转换芯片的两参考输入端相连接。


2.根据权利要求1所述的一种铂电阻测温电路，其特征在于：在所述铂电阻与所述参考电阻之间还设置有继电...

【专利技术属性】
技术研发人员：林伟敏，黄艳岩，
申请(专利权)人：中国计量大学，
类型：新型
国别省市：浙江;33