一种高精度的电阻测量电路的制作方法

文档序号:29273931发布日期:2022-03-16 15:39阅读:1155来源:国知局
一种高精度的电阻测量电路的制作方法

1.本实用新型涉及工业现场传感器领域,特别是一种高精度的电阻测量电路。


背景技术:

2.自18世纪70年代工业革命以来,工业化一直是世界经济发展的主题。随着工业的发展,对热电阻温度传感器的需求也不断增长,其实际的保有量是个庞大的数量。如何快速方便地维护此类传感器,提出一种高精度的电阻测量方式。
3.对热电阻传感器的测量,主要分3类
4.1类:超高精度、超高价格
5.该类客户主要是省市级的计量单位(所/院)、高等院校、大中型企业、专业实验室等等,其份额大部分被国外公司占有,如福禄克fluke754el.
6.2类:中精度、超低价格
7.该类客户主要是个人用户、其产品在“淘宝网”处处可见。
8.3类:高精度、低价格
9.该类客户群较为庞大,市场上各种产品参差不齐。


技术实现要素:

10.有鉴于此,本实用新型的目的是提供一种高精度的电阻测量电路,能实现高精度的热电阻的测量。
11.本实用新型采用以下方案实现:一种高精度的电阻测量电路,包括主控芯片电路、dac电压发生器芯片电路、镜像电流发生器电路电路、基准电阻、三通道独立rc滤波电路、多路切换开关电路、adc采样芯片电路;所述主控芯片电路与所述dac电压发生器芯片电路连接,用以将所述主控芯片电路输出的数字信号传输到所述dac电压发生器芯片电路;所述dac电压发生器芯片电路与所述镜像电流发生器电路连接,用以将接收的数字信号转换为电压信号输出到所述镜像电流发生器电路,并由镜像电流发生器电路生成电流信号;所述镜像电流发生器电路分别与所述基准电阻和外部待测电阻连接,用以使镜像电流发生器电路生成的电流流经基准电阻及外部待测电阻;所述多路切换开关电路分别与所述基准电阻、外部待测电阻、三通道独立rc滤波电路及adc采样芯片连接,用以使基准电阻及外部待测电阻的取样电压,通过三通道独立rc滤波电路后,再分别经多路切换开关电路送到的adc采样芯片电路的采样端口,取得采样值samr1和samj1,进而得到待测电阻的阻值。
12.进一步地,所述主控芯片电路采用的主控芯片包括但不限于 stm32l系列单片机。
13.进一步地,所述dac电压发生器芯片电路中dac电压发生器芯片采用的是ltc1595,精度16位。
14.进一步地,所述adc采样芯片电路采用的adc采样芯片是ltc2410,分辨率24位。
15.进一步地,镜像电流发生器电路中的镜像电流发生器采用的是xtr111。
16.进一步地,所述多路切换开关电路中的多路切换开关采用的是cd4052。
17.与现有技术相比,本实用新型具有以下有益效果:
18.本实用新型采用高精度分立元件电路及芯片,能实现高精度低价格的热电阻的测量。
附图说明
19.图1为本实用新型实施例的测试流程图。
20.图2为本实用新型实施例的电路原理图。
具体实施方式
21.下面结合附图及实施例对本实用新型做进一步说明。
22.本实施例提供了一种高精度的电阻测量电路,包括主控芯片电路、dac电压发生器芯片电路、镜像电流发生器电路电路、基准电阻、三通道独立rc滤波电路、多路切换开关电路、adc采样芯片电路;所述主控芯片电路与所述dac电压发生器芯片电路连接,用以将所述主控芯片电路输出的数字信号传输到所述dac电压发生器芯片电路;所述dac电压发生器芯片电路与所述镜像电流发生器电路连接,用以将接收的数字信号转换为电压信号输出到所述镜像电流发生器电路,并由镜像电流发生器电路生成电流信号;所述镜像电流发生器电路分别与所述基准电阻和外部待测电阻连接,用以使镜像电流发生器电路生成的电流流经基准电阻及外部待测电阻;所述多路切换开关电路分别与所述基准电阻、外部待测电阻、三通道独立rc滤波电路及adc采样芯片连接,用以使基准电阻及外部待测电阻的取样电压,通过三通道独立rc滤波电路后,再分别经多路切换开关电路送到的adc采样芯片电路的采样端口,取得采样值samr1和samj1,进而得到待测电阻的阻值。
23.在本实施例中,所述主控芯片电路中的主控芯片能够选择包括但不限于 stm32l系列单片机。
24.在本实施例中,所述dac电压发生器芯片电路中的dac电压发生器芯片采用的是ltc1595,精度16位。
25.在本实施例中,所述adc采样芯片电路采用的adc采样芯片是ltc2410,分辨率24位。
26.在本实施例中,所述镜像电流发生器电路中的镜像电流发生器采用的是xtr111。
27.较佳的,在本实施例中,所述主控芯片电路的输入为与主控芯片外部连接的ui人机界面提供,所需数据由ui人机界面输入,包括启动测量,停止测量,测量量程(若无,量程处于自动扫描模式)。
28.较佳的,在本实施例中,如图2所示r6/c7, r8/c17,r9/c18组成三独立滤波通道。
29.在本实施例中,所述多路切换开关电路中的多路切换开关采用的是cd4052。
30.较佳的,如图1所示,在本实施例中,测试流程可以是 (1)

(2)

(3)

(4)/(5)

(6)

(7);具体为:
31.按照待测量电阻的量程(宽量程),计算出所需要的电流(变电流),再换算成所需的电压,通过电压发生器芯片-》电流发生器输出所需的电流,基准电阻的两端电压及待测电阻的两端电压经独立rc滤波电路后,送至adc芯片进行测量,因二者串接在同一回路上,成线性关系,从而计算出待测电阻的阻值。
32.较佳的,在本实施例中,根据待测电阻的量程选择相应的电流(变电流,宽量程),避免采样的原始过大或过小,影响adc的采样精度(高精度)。
33.较佳的,在本实施例中,通过测量基准电阻(超高精度)的电信号与待测电阻的电信号,计算出阻值。
34.较佳的,在本实施例中,通过激励源软件对端口上接入的电阻(温度传感器)进行快速扫描,预估其量程,再按照测量所需的有效位,输出适合的激励的电流源。所述的测量端软件将测量基准电阻的adc1值,为保证测量的有效位,通过校准参数值,修正其在不同电流条件下的等效电阻。所述的测量端软件将测量端口电阻上(温度传感器)的adc2值,再通过比例运算adc2/adc1,计算出电阻值,通过该电阻的分度号可计算出温度值。
35.本实施例以stm32l**主控芯片,其数据输出,通过spi接口给ltc1595-》xtr111输出电流-》ltc2410-》 stm32l**。
36.较佳的,在本实施例中,所述的主控芯片可以采用 stm32l151。
37.如图2所示,本实用新型以32位单片机为主控芯片;
38.测量电阻时,由stm32l151c8t6cpu控制输出数字信号,dacltc1595芯片输出电压信号,镜像流芯片xtr111生成的电流,电流流经基准电阻r11及待测电阻(端口j1),基准电阻r11的取样电压经cd4052多路切换开关送到lct2410的采样端口,取得采样值samr1,同时待测电阻的取样电压经cd4052多路切换开关送到lct2410的采样端口,取得采样值samj1,通过运算即可取得待测电阻的阻值=samj1/samr1*r11。
39.值得一提的是,本实用新型保护的是硬件结构,至于控制方法不要求保护。以上仅为本实用新型实施例中一个较佳的实施方案。但是,本实用新型并不限于上述实施方案,凡按本实用新型方案所做的任何均等变化和修饰,所产生的功能作用未超出本方案的范围时,均属于本实用新型的保护范围。
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