一种信号处理电路及温度检测电路的制作方法

本实用新型涉及信号处理及温度检测技术领域，具体而言，涉及一种信号处理电路及温度检测电路。

背景技术：

温度信号变送一直应用在各行各业中，包括工业、电子、冶金、石油、化工等技术领域。其采集方式多种多样，比如，热电阻、热电偶、热敏电阻、集成温度传感器和数字式温度传感器等多种温度采集元器件。

其中，热电阻由于具有测量精度高、性能稳定、使用方便、测量范围宽等优势，在高精度、低温测量技术领域中占有及其重要的地位，所以有着相当广泛的应用场合。

发明人经研究发现，在现有技术中，应用热电阻进行温度检测和处理存在着安全性能较低和信号处理的结果精度不高的问题。

技术实现要素：

有鉴于此，本实用新型的目的在于提供一种信号处理电路，通过设置防护电路，以改善信号处理电路的安全性能较低和信号处理结果的精度不高的问题。

本实用新型的另一目的在于提供一种温度检测电路，通过设置防护电路，以改善信号处理电路的安全性能较低和信号处理结果的精度不高的问题。

为实现上述目的，本实用新型实施例采用如下技术方案：

一种信号处理电路，包括防护电路、采样电路、线性电路以及转换输出电路，所述防护电路的输出端与所述采样电路的输入端连接，所述采样电路的输出端与所述线性电路的输入端连接，所述线性电路的输出端与所述转换输出电路的输入端连接。

所述防护电路滤除待处理信号中的干扰信号后得到第一信号并发送至所述采样电路，所述待处理信号为热电阻感应温度生成的电阻值信号。

所述采样电路对所述第一信号进行采样处理，根据采样的结果产生第二信号并发送至所述线性电路。

所述线性电路对所述第二信号进行线性化处理后产生第三信号并发送至所述转换输出电路。

所述转换输出电路将所述第三信号进行转换处理并对外输出。

在本实用新型实施例较佳的选择中，在上述信号处理电路中，所述信号处理电路还包括对所述热电阻工作于非线性区时所对应的第二信号进行补偿处理的补偿电路，所述补偿电路与所述线性电路连接。

在本实用新型实施例较佳的选择中，在上述信号处理电路中，所述信号处理电路还包括对线性化处理的基准点进行调节的零点调节电路，所述零点调节电路与所述线性电路连接。

在本实用新型实施例较佳的选择中，在上述信号处理电路中，所述信号处理电路还包括对线性化处理的范围进行调节的满度调节电路，所述满度调节电路与所述线性电路连接。

在本实用新型实施例较佳的选择中，在上述信号处理电路中，所述转换输出电路包括将所述第三信号转换为电压信号并对外输出的电压转换输出电路和将所述第三信号转换为电流信号并对外输出的电流转换输出电路，所述电压转换输出电路和所述电流转换输出电路分别与所述线性电路的输出端连接。

在本实用新型实施例较佳的选择中，在上述信号处理电路中，所述信号处理电路还包括隔离外部信号对所述转换输出电路产生干扰的隔离电路，所述隔离电路连接在所述线性电路的输出端与所述转换输出电路的输入端之间。

在本实用新型实施例较佳的选择中，在上述信号处理电路中，所述信号处理电路还包括对所述第三信号进行滤波处理的滤波电路，所述滤波电路连接在所述隔离电路的输出端与所述转换输出电路的输入端之间。

在本实用新型实施例较佳的选择中，在上述信号处理电路中，所述信号处理电路还包括电压可调节的电源，所述电源分别与所述线性电路的电源端和所述滤波电路的电源端连接。

在本实用新型实施例较佳的选择中，在上述信号处理电路中，所述防护电路包括正温度系数电阻和与所述正温度系数电阻连接的高压电容。

在上述基础上，本实用新型实施例还提供了一种温度检测电路，所述温度检测电路包括温度信号采集电路和所述信号处理电路，所述温度信号采集电路与所述信号处理电路连接。

所述温度信号采集电路包括热电阻，所述热电阻感应温度生成电阻值信号并发送至所述信号处理电路。

本实用新型提供一种信号处理电路及温度检测电路，通过设置防护电路对干扰信号进行滤除处理，有效地提高了信号处理电路的安全性能以及信号处理结果的精度。

进一步地，通过设置补偿电路对热电阻工作于非线性区时所对应的第二信号进行补偿处理，有效地提高了第二信号的线性度。

为使本实用新型的上述目的、特征和优点能更明显易懂，下文特举较佳实施例，并配合所附附图，作详细说明如下。

附图说明

图1为本实用新型实施例提供的信号处理电路的系统框图；

图2为本实用新型实施例提供的线性电路及相关电路的连接框图；

图3为本实用新型实施例提供的电源及相关电路的连接框图；

图4为本实用新型实施例提供的温度检测电路的系统框图。

图标：10-温度检测电路；100-信号处理电路；110-防护电路；120-采样电路；130-线性电路；132-补偿电路；134-零点调节电路；136-满度调节电路；140-隔离电路；150-滤波电路；160-转换输出电路；162-电压转换输出电路；164-电流转换输出电路；170-电源；180-电源隔离电路；200-温度信号采集电路。

具体实施方式

为使本实用新型实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本实用新型实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。

因此，以下对在附图中提供的本实用新型的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本实用新型的范围，而是仅仅表示本实用新型的选定实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。

在本实用新型的上述描述中，需要说明的是，术语“第一”、“第二”、“第三”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

如图1所示，本实用新型实施例提供了一种信号处理电路100。所述信号处理电路100包括防护电路110、采样电路120、线性电路130、隔离电路140、滤波电路150以及转换输出电路160。

进一步地，在本实施例中，所述防护电路110的输出端与所述采样电路120的输入端连接，所述采样电路120的输出端与所述线性电路130的输入端连接，所述线性电路130的输出端与所述隔离电路140的输入端连接，所述隔离电路140的输出端与所述滤波电路150的输入端连接，所述滤波电路150的输出端与所述转换输出电路160的输入端连接。

通过上述设计，所述信号处理电路100的工作原理为：所述防护电路110滤除待处理信号中的干扰信号后得到第一信号并发送至所述采样电路120，所述待处理信号为热电阻感应温度生成的电阻值信号。所述采样电路120对所述第一信号进行采样处理，根据采样的结果产生第二信号并发送至所述线性电路130。所述线性电路130对所述第二信号进行线性化处理后产生第三信号，并通过所述隔离电路140与所述滤波电路150的处理发送至所述转换输出电路160。所述转换输出电路160将所述第三信号进行转换处理并对外输出。

进一步地，在本实施例中，所述防护电路110可以包括正温度系数电阻和与高压电容，所述正温度系数电阻与所述高压电容连接。通过所述正温度系数电阻与所述高压电容的共同作用可以有效地滤除所述待处理信号中的干扰信号，以避免所述干扰信号对所述电阻值信号形成叠加效果，从而形成串扰，进而引起噪声。

可选地，所述正温度系数电阻的形式可以包括多种，既可以是由半导体材料制成，也可以是具有正温度系数的元器件。在本实施例中，所述正温度系数电阻为一种具有温度敏感性的半导体电阻。

可选地，所述高压电容的种类不受限制，既可以是高压陶瓷电容，也可以是高压薄膜电容，还可以是高压聚丙乙烯电容。在本实施例中，优选为高压陶瓷电容。高压陶瓷电容具有尺寸小、耐压高、性能稳定、不会产生污染以及不易爆炸的优势，可以提高所述防护电路110的防护等级。

进一步地，在本实施例中，所述采样电路120可以包括模拟开关、保持电容和同相电路。通过所述模拟开关、保持电容和同相电路的共同作用，所述第一信号通过所述采样电路120的模拟信号输入端进入所述采样电路120，并在所述采样电路120的控制信号的控制下进行采样处理，以产生所述第二信号，并通过所述采样电路120的模拟信号输出端发送至所述线性电路130。

可选地，所述模拟开关的形式可以是很多，不受限制。在本实施中，优选为金属-氧化物-半导体场效应晶体管。

可选地，所述保持电容的类型可以包括多种，不受限制。在本实施例中，优选为陶瓷电容。

可选地，所述同相电路为一种同相比例运算电路。所述同相比例运算电路的运算放大器的同相端接入需要处理信号、反相端通过一电阻接地。所述同相比例运算电路具有输入电阻高、输出电阻低的特点，以实现电压串联负反馈放大的作用。

结合图2，在本实施例中，所述线性电路130可以连接有补偿电路132。所述补偿电路132用于对所述热电阻工作于非线性区时所对应的第二信号以及信号传输过程中导线两端由于电阻而引起电压降进行补偿处理，以提高所述线性电路130对所述第二信号进行处理后产生的所述第三信号的线性度。

可选地，所述补偿电路132的具体构成可以是多种形式，不受限制。在本实施例中，通过一个监视需要处理的信号的检测电阻器以及与该信号成比例的信号供应器件和信号吸收器件，可以调节所述补偿电路132的输出信号的幅值，从而实现对所述第二信号的补偿作用。

进一步地，在本实施例中，所述线性电路130还可以连接有零点调节电路134。所述零点调节电路134用于对所述线性电路130的线性化处理的基准点进行调节，以降低模拟电路中由于信号不稳定所带来的误差，从而提高所述信号处理电路100的精度。

进一步地，在本实施例中，所述线性电路130还可以连接有满度调节电路136。所述满度调节电路136用于对所述线性电路130的线性化处理的范围进行调节，以根据实际需求在保持一定精度的条件下选择合适的线性化处理的范围，从而控制所述待处理信号的测量范围。

进一步地，在本实施例中，所述隔离电路140连接在所述线性电路130的输出端与所述转换输出电路160的输入端之间，以实现所述线性电路130与所述转换输出电路160之间的电气隔离。所述隔离电路140用于隔离外部信号对所述转换输出电路160产生干扰。

可选地，所述隔离电路140可以包括隔离元件。所述隔离元件的种类可以是多种，既可以是变压器，也可以是继电器，还可以是光电耦合器。在本实施例中，所述隔离元件优选为光电耦合器。

进一步地，在本实施例中，所述滤波电路150连接在所述隔离电路140的输出端与所述转换输出电路160的输入端之间，以对所述第三信号进行滤波处理，降低所述第三信号的误差。

可选地，所述滤波电路150可以由多种元件组成，既可以是并联电容器，也可以是串联电感器，还可以是由电感和电容组成的复式滤波电路。在本实施例中，优选为由电感和电容组成的复式滤波电路。

进一步地，在本实施例中，所述转换输出电路160可以包括电压转换输出电路162和电流转换输出电路164。所述电压转换输出电路162和所述电流转换输出电路164分别与所述线性电路130的输出端连接。所述电压转换输出电路162用于将所述第三信号转换为电压信号并对外输出，所述电流转换输出电路164用于将所述第三信号转换为电流信号并对外输出的。

通过上述电压转换输出电路162和电流转换输出电路164的设计，可以根据实际需求将所述待处理信号转换为需要的电压或电流信号，有效地提高了所述信号处理电路100的实用性。

结合图3，在本实施例中，所述信号处理电路100还包括电源170。所述电源170分别与所述线性电路130的电源端和所述滤波电路150的电源端连接，所述电源170的电压值可以调节。根据实际需求，将调节后的满足要求的电压分别输入所述线性电路130和滤波电路150。

进一步地，在本实施例中，所述电源170与所述滤波电路150之间还连接有电源隔离电路180。通过所述电源隔离电路180，可以进一步地避免所述转换输出电路160受外部信号的干扰。

结合图4，本实施例还提供一种温度检测电路10。所述温度检测电路10包括上述信号处理电路100和温度信号采集电路200，所述温度信号采集电路200与所述信号处理电路100连接。

所述温度信号采集电路200将待采集的温度信号通过所述温度信号采集电路200的采集后，发送至所述信号处理电路100，并经过所述信号处理电路100的处理后对外输出。

可选地，所述温度信号采集电路200的实现方式包括多种，不受限制。在本实施例中，优选为热电阻。通过所述热电阻感应所述待采集的温度信号生成电阻值信号并发送至所述信号处理电路100。

可选地，所述热电阻可以为多种，既可以是铂电阻，也可以是铜电阻。在本实施例中，所述热电阻优选为铂电阻。

综上所述，本实用新型提供的一种信号处理电路100及温度信号处理电路100。通过设置防护电路110对干扰信号进行滤除处理，有效地提高了信号处理电路100的安全性能以及信号处理结果的精度。其次，通过设置满度调节电路136，可以根据实际需求在保持一定精度的条件下选择合适的线性化处理的范围，从而控制所述待处理信号的测量范围，有效地提高了信号处理电路100的实用性。最后，通过设置电压转换输出电路162和电流转换输出电路164，可以根据实际需求将所述待处理信号转换为需要的电压或电流信号，进一步地提高了信号处理电路100的实用性。

在本实用新型的描述中，除非另有明确的规定和限定，术语““连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

以上所述仅为本实用新型的优选实施例而已，并不用于限制本实用新型，对于本领域的技术人员来说，本实用新型可以有各种更改和变化。凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。