一种高精度铂热电阻测温装置的制作方法

本实用新型涉及温度测量装置领域，具体的说涉及该领域内的一种高精度铂热电阻测温装置。

背景技术：

随着生产技术的不断发展，温度测量被广泛应用于工业、农业、航海以及日常生活中。当前使用较多的是数字型温度传感器，如DS18B20、SMT16030、AD590，该类传感器虽然使用便捷简单，但其精度较低，不能满足气象、海洋观测等高精度测温场合的要求。

技术实现要素：

本实用新型所要解决的技术问题，就是提供一种成本低、精度高、可靠性强的高精度铂热电阻测温装置。

为了解决上述技术问题，本实用新型采用如下技术方案：

一种高精度铂热电阻测温装置，其改进之处在于：所述的装置包括与放大电路电连接的铂热电阻，上述的放大电路与A/D转换器电连接，与通信电路电连接的主控模块则与上述的A/D转换器电连接，上述的铂热电阻与恒流源电路电连接，基准电压源与上述的恒流源电路和A/D转换器电连接，电源模块与上述的基准电压源、恒流源电路、放大电路、A/D转换器、主控模块和通信电路电连接并为之供电。

进一步的，所述的铂热电阻为PT1000。

进一步的，所述铂热电阻的接线方式是四线制，即在铂热电阻的根部两端各引出两根引线，其中两根引线用来提供恒定电流，另两根引线用来进行电压检测。

进一步的，所述的通信电路为RS232全双工串口通信电路。

进一步的，所述的主控模块为单片机。

进一步的，所述的恒流源电路包括一个加法器、一个电压跟随器和六个电阻，其中电压跟随器将铂热电阻的电压值反馈至加法器；在加法器的输入端设置R1、R2、R3、R4四个电阻，在加法器的输出端和铂热电阻之间设置电阻R5，在铂热电阻和地之间设置电阻R6。

进一步的，所述的电阻R5选用0.1%低温漂高精度金属膜电阻。

进一步的，所述恒流源电路的输出电流为0.5mA。

进一步的，所述的电源模块是线性稳压电源。

进一步的，在主控模块和A/D转换器之间使用磁珠进行数模隔离，使用0Ω电阻进行单点接地。

本实用新型的有益效果是：

本实用新型所公开的高精度铂热电阻测温装置，采用恒流源电路驱动四线制铂热电阻，使用A/D转换器进行电压采集，克服了用铂热电阻进行高精度测温时存在的引线电阻和自热效应两大问题。

本实用新型所公开的高精度铂热电阻测温装置，通过使用基准电压源同时为恒流源电路和A/D转换器提供基准电压，降低电路芯片本身所带来的固有误差。

本实用新型所公开的高精度铂热电阻测温装置，其恒流源电路自带电压跟随器，可实时进行电压调节，确保电流输出为恒定值。增设电阻R6作为电压采集抗干扰电阻，降低因电源接地带来的波动误差。

本实用新型所公开的高精度铂热电阻测温装置，电源模块是线性稳压电源，反应速度快，输出电压纹波小，噪声低，适合为该测温装置供电。使用磁珠进行数模隔离，使用0Ω电阻进行单点接地，增强系统抗干扰性能。

综上所述，本实用新型所公开的高精度铂热电阻测温装置，选用性价比高的材料作为装置器件，成本低，实用性强，可广泛应用于高精度测温场合，精度可达0.05℃。

附图说明

图1是本实用新型实施例1所公开高精度铂热电阻测温装置的组成框图；

图2是本实用新型实施例1所公开高精度铂热电阻测温装置中恒流源电路的电路连接示意图；

图3是本实用新型实施例1所公开高精度铂热电阻测温装置的工作流程图。

具体实施方式

为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。

实施例1，如图1所示，本实施例公开了一种高精度铂热电阻测温装置，所述的装置包括与放大电路4电连接的铂热电阻3，上述的放大电路4与A/D转换器5电连接，与通信电路7电连接的主控模块6则与上述的A/D转换器5电连接，上述的铂热电阻3与恒流源电路2电连接，基准电压源1与上述的恒流源电路2和A/D转换器5电连接，电源模块8与上述的基准电压源1、恒流源电路2、放大电路4、A/D转换器5、主控模块6和通信电路7电连接并为之供电。基准电压源同时为恒流源电路和A/D转换器提供基准电压，恒流源电路稳定的向铂热电阻输出0.5mA电流，A/D转换器采集经放大电路放大的铂热电阻电压值后输入单片机，单片机计算得出铂热电阻当前的电阻值，由于铂热电阻的电阻值会随环境温度的变化而变化，根据该电阻值就能推知当前环境下的温度，该温度信息可以通过通信电路向外输出。

在本实施例中，所述的铂热电阻为PT1000，在0℃时阻值为1000Ω，在100℃时阻值约为1385Ω。所述铂热电阻的接线方式是四线制，即在铂热电阻的根部两端各引出两根引线，其中两根引线用来提供恒定电流，另两根引线用来进行电压检测。

所述的通信电路为RS232全双工串口通信电路。

所述的主控模块为单片机，优选宏晶科技芯片STC15W408AS，该芯片性价比高，操作简单，使用方便。

如图2所示，所述的恒流源电路包括一个加法器U1、一个电压跟随器U2和六个电阻，其中电压跟随器U2将铂热电阻的电压值反馈至加法器U1，加法器的输出电压为输入电压和跟随电压之和；在加法器的输入端设置R1、R2、R3、R4四个电阻，在加法器的输出端和铂热电阻之间设置电阻R5，在铂热电阻和地之间设置电阻R6。

所述的电阻R5为恒流源电路的电流控制电阻，选用0.1%低温漂高精度金属膜电阻。

所述的电源模块是线性稳压电源。在主控模块和A/D转换器之间使用磁珠进行数模隔离，使用0Ω电阻进行单点接地。

如图3所示，本实施例所公开高精度铂热电阻测温装置的工作流程为：当用户需要测量当前环境温度值时，首先测量铂热电阻两端输出电压，通过计算获得铂热电阻在当前环境下的电阻值；然后使用单片机对测量值进行软件数字滤波，获取可靠测量数据；最后在单片机中使用最小二乘法对铂热电阻进行非线性补偿，在测温范围内进行算法拟合获取当前环境温度值。