器U8-A的反相输入端连接有第一电压跟随器Ul-Α，开关元件的输出端连接有第二电压跟随器U2-A，可以保证恒流源经过PT100后输出的电压值时刻与PT100的阻值变化保持一致，保证温度变送器的灵敏性。
[0029]第一电压跟随器Ul-Α的输入端连接有第一滤波电路，第二电压跟随器U2-A的输入端连接有第二滤波电路。第一滤波电路包括连接在PT100的第二接线端子PT100_2上的电阻R4和接地的电容C6，通过电阻R4和电容C6可以对进入第一电压跟随器U1-A的输入端的电压进行滤波，从而提高进入第一电压跟随器Ul-Α的输入端的电压的稳定性和抗干扰能力。第二滤波电路包括连接在ΡΤ100的第一接线端子ΡΤ100_1上的电阻R3和接地的电容C5，通过电阻R3和电容C5可以对进入第二电压跟随器U2-A的输入端的电压进行滤波，从而提高进入第二电压跟随器U2-A的输入端的电压的稳定性和抗干扰能力。1mA的电流流过PT100和R19，R19端电压经过第一滤波电路这个一阶滤波器和第一电压跟随器U1-A得到一个输出电压Ul，PT100端电压经过第一滤波电路这个一阶滤波器和第一电压跟随器Ul-Α得到一个输出电压U2，其中U2的幅值随PT100阻值变化。
[0030]恒压源的输出端连接有第三滤波电路，该第三滤波电路用于度恒压源输出至第一运算放大器U8-A的电压进行滤波，提高恒压源输出电压的稳定性和抗干扰性。
[0031]差分电路包括:第二运算放大器Ul-Β，第二运算放大器Ul-Β的同相输入端连接至第一电压跟随器Ul-Α的输出端；第三运算放大器U2-B，第三运算放大器U2-B的同相输入端连接至第二电压跟随器U2-A的输出端；第四运算放大器U4-A，第二运算放大器Ul-Β的输出端连接至第四运算放大器U4-A的同相输入端，第三运算放大器U2-B的输出端连接至第四运算放大器U4-A的反相输入端。
[0032]优选地，第二运算放大器Ul-Β的反相输入端连接至第三运算放大器U2-B的反相输入端，第二运算放大器Ul-Β的反相输入端和第三运算放大器U2-B的反相输入端之间串联有第二电阻R9。在温度变送器工作的过程中，可以通过单独改变第二电阻R9的阻值来改变电路的增益以及使共模抑制比尽可能大，从而保证电桥平衡不被破坏。
[0033]在第二运算放大器Ul-Β的反相输入端与输出端之间的电路上串联有电阻R8，在第三运算放大器U2-B的反相输入端与输出端之间的电路上串联有电阻R5，在第二运算放大器Ul-Β的输出端与第四运算放大器U4-A的反相输入端之间串联有电阻R21，在第三运算放大器U2-B的输出端与第四运算放大器U4-A的同相输入端之间串联有电阻R22，在第四运算放大器U4-A的反相输入端和输出端之间的电路上串联有电阻R23。在第四运算放大器U4-A的同相输入端还连接有一个接地电阻R26。
[0034]电阻R5、电阻R8和第二电阻R9的阻值根据需求选取，可以得出两路分别与电压U1和电压U2成比例的电压，然后根据这两路电压可以得出最终差分电路输出的电压U3，其中U3 = x*U2-y*Ul，x和y为常数，根据电阻R5、电阻R8和第二电阻R9的阻值算出。
[0035]结合参见图3所示，图中R5和R8的阻值相等，R21和R22阻值相等，R21//R23 =R22//R26 ；
[0036]根据虚短虚断原则，U2-B的反向端的电压也为U2，Ul-Β的反向端的电压也为U1。不难得到以下等式:
[0037](Ua-Ub) / (2R5+R9) = (U2_U1)/R9
[0038]贝丨J:Ua_Ub = (1+2R5/R9)*(U2_U1)①
[0039]再根据基本的减法电路计算U4-B电路的输出:
[0040]U3 = (R23/R21)* (Ua-Ub)②
[0041]将①代入②中得:
[0042]U3 = (1+2R5/R9)*(R23/R21)*(U2-U1)
[0043]从上述公式中不难看出，当U2 = U1时，则经过R9的电流为0，Ua = Ub，输出电压U3 = 0，所以电路能够抑制共模信号。
[0044]优选地，差分电路还包括第三电压跟随器U4-B，连接至第四运算放大器U4-A的输出端，第三电压跟随器U4-B的输入端设置有第四滤波器，该第四滤波器包括电阻R27和电容C9，从而可以对差分电路最终输出的电压U3起到更好的滤波和隔离效果，提高电压U3输出时的稳定性和抗干扰能力。
[0045]信号处理电路将差分电路输出的电压U3转换成所需要的信号量，这个电路要根据需求的是电流信号还是电压信号而定，此信号再经一级滤波电路得到最终输出信号量。
[0046]本实用新型采用恒流源的方法进行温度采集，最大化地使PT100两端的电压线性化，提高了温度变送器电路的稳定性。电路中加入了多级滤波电路，电压跟随器和差分电路，使得温度变送器的抗干扰能力大大增强。
[0047]当然，以上是本实用新型的优选实施方式。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型基本原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也视为本实用新型的保护范围。
【主权项】
1.一种温度变送器，其特征在于，包括: 恒流源电路； PT100铂电阻传感器，连接至所述恒流源电路的输出端； 差分电路，连接至所述PT100铂电阻传感器的输出端； 信号处理和滤波电路，连接在所述差分电路的输出端； 所述恒流源电路包括: 恒压源； 第一运算放大器，所述恒压源连接至所述第一运算放大器的同相输入端； 负反馈电路，连接至所述第一运算放大器的反相输入端，所述负反馈电路接入所述第一运算放大器的反相输入端的电压跟随PT100铂电阻传感器的阻值变化而变化； 开关元件，连接在所述第一运算放大器的输出端和所述恒流源电路的输出端之间，并由所述负反馈电路控制通断。2.根据权利要求1所述的温度变送器，其特征在于，所述负反馈电路包括第一电阻，所述PT100铂电阻传感器的第二接线端子与所述第一电阻共同连接至所述第一运算放大器的反相输入端，所述PT100铂电阻传感器的第一接线端子连接至所述开关元件的输出端。3.根据权利要求2所述的温度变送器，其特征在于，所述开关元件为三极管，所述三极管的基极连接至所述第一运算放大器的输出端，所述三极管的集电极连接至驱动电源，所述三极管的发射极连接至所述PT100铂电阻传感器的第一接线端子。4.根据权利要求1所述的温度变送器，其特征在于，所述第一运算放大器的反相输入端连接有第一电压跟随器，所述开关元件的输出端连接有第二电压跟随器。5.根据权利要求4所述的温度变送器，其特征在于，所述第一电压跟随器的输入端连接有第一滤波电路，所述第二电压跟随器的输入端连接有第二滤波电路。6.根据权利要求1所述的温度变送器，其特征在于，所述恒压源的输出端连接有第三滤波电路。7.根据权利要求4或5所述的温度变送器，其特征在于，所述差分电路包括: 第二运算放大器，所述第二运算放大器的同相输入端连接至所述第一电压跟随器的输出立而; 第三运算放大器，所述第三运算放大器的同相输入端连接至所述第二电压跟随器的输出立而; 第四运算放大器，所述第二运算放大器的输出端连接至所述第四运算放大器的同相输入端，所述第三运算放大器的输出端连接至所述第四运算放大器的反相输入端。8.根据权利要求7所述的温度变送器，其特征在于，所述第二运算放大器的反相输入端连接至所述第三运算放大器的反相输入端，所述第二运算放大器的反相输入端和所述第三运算放大器的反相输入端之间串联有第二电阻。9.根据权利要求7所述的温度变送器，其特征在于，所述差分电路还包括第三电压跟随器，连接至所述第四运算放大器的输出端。10.根据权利要求9所述的温度变送器，其特征在于，所述第三电压跟随器的输入端设置有第四滤波器。11.根据权利要求1至6中任一项所述的温度变送器，其特征在于，所述恒压源为 bΟ ? η?τ r-t τ
【专利摘要】本实用新型公开一种温度变送器，包括：恒流源电路；PT100铂电阻传感器，连接至恒流源电路的输出端；差分电路，连接至PT100铂电阻传感器的输出端；信号处理和滤波电路，连接在差分电路的输出端；恒流源电路包括：恒压源；第一运算放大器，恒压源连接至第一运算放大器的同相输入端；负反馈电路，连接至第一运算放大器的反相输入端，负反馈电路接入第一运算放大器的反相输入端的电压跟随PT100铂电阻传感器的阻值变化而变化；开关元件，连接在第一运算放大器的输出端和恒流源电路的输出端之间，并由负反馈电路控制通断。根据本实用新型的温度变送器，能够解决现有技术中温度变送器受外部干扰影响较大，电路稳定性差的问题。
【IPC分类】G01K7/21
【公开号】CN204988537
【申请号】CN201520245517
【发明人】李游, 陈万兴, 唐政清
【申请人】珠海格力电器股份有限公司
【公开日】2016年1月20日
【申请日】2015年4月21日