三线制热电阻检测电路、方法、线路板、设备及存储介质与流程

本申请涉及温度检测，尤其涉及一种三线制热电阻检测电路、方法、线路板、设备及存储介质。

背景技术：

1、在测温领域中，热电阻应用广泛，热电阻(thermal resistor)是中低温区最常用的一种温度检测器件。例如pt100热电阻，其阻值可随外接环境的温度变化而改变，且其阻值和环境温度成线性关系。因此，常规的温度检测电路由pt100热电阻、测量导线以及信号输出与采集电路组成，通过计算当前环境中pt100热电阻的电阻值，从而对照pt100的标准温度表，进而获取当前环境的温度值。

2、相关技术中温度检测电路有二线制、三线制和四线制等多种连接方式，不同连接方式下对于测量导线的阻值大小、数量、不同导线之间的一致性的要求不同，最后实现的测温精度也不同。为了兼容高精度、低成本的要求，本领域中通常采用三线制的温度检测电路。

3、但发明人在实际应用中发现，一些携带断线检测功能的检测电路不能够在检测温度的同时实现断线检测功能，即温度检测和断线检测两项功能是分开实现的，并不能够在检测温度的过程中兼顾进行断线检测，从而导致在获取温度值的过程中，容易忽略断线情况对测量结果的影响，使得测量得到的温度值不能准确地表示当前环境的温度值。

技术实现思路

1、本申请提供了一种三线制热电阻检测电路、方法、线路板、设备及存储介质，解决了在三线制温度检测电路中难以同时兼顾温度检测功能和断线检测功能而导致测量结果不够准确的问题，本方案能够兼顾温度检测和断线检测两种检测功能，从而能够准确地检测到是否存在断线情况，进而提供准确有效的测量温度值。

2、第一方面，本申请提供一种三线制热电阻检测电路，该电路包括恒流源模块、电压提供模块、adc模块、导线切换模块和mcu模块；

3、恒流源模块包括第一输入端和第二输入端，恒流源模块的第一输入端接入基准电压，恒流源的第二输入端通过第一测量导线连接热电阻的第一端，且恒流源的第二输入端还与adc模块的反相输入端连接，恒流源模块的输出端与导线切换模块的输入端连接；

4、电压提供模块的输入端接入基准电压，电压提供模块的输出端与adc模块的供电端连接，电压提供模块用于为adc模块提供参考电压；

5、导线切换模块的第一输出端与adc模块的同相输入端连接，导线切换模块的第二输出端通过第二测量导线连接热电阻的第二端，导线切换模块的第三输出端通过第三测量导线连接热电阻中的任一端，导线切换模块用于根据接收到的第一切换信号将恒流源模块的输出切换至导线切换模块的第二输出端或导线切换模块的第三输出端，以及根据接收到的第二切换信号将第二测量导线或第三测量导线接入adc模块的同相输入端；

6、mcu模块的多个信号收发端分别与导线切换模块的控制端和adc模块的输出端连接，mcu模块用于向导线切换模块输出切换信号以及接收adc模块的输出信号，以及根据输出信号确定测量温度值和断线情况。

7、第二方面，本申请还提供一种三线制热电阻检测方法，应用于上述的三线制热电阻检测电路中的mcu模块，该方法包括：

8、在向导线切换模块的控制端分别输出第一切换信号和第二切换信号后，保持第一切换信号的电压状态，并依次更新第二切换信号的电压状态，以根据adc模块两次输出的电压信号计算得到第一电压参数和第二电压参数；

9、在更新并维持第一切换信号的电压状态后，依次更新第二切换信号的电压状态，以根据adc模块两次输出的电压信号计算得到第三电压参数和第四电压参数；

10、对各电压参数和预设电压阈值进行对比，以确定是否存在断线情况和/或断开的测量导线；

11、若确定无断线情况，则对比第一电压参数和第二电压参数或对比第三电压参数和第四电压参数，以确定热电阻的电压值；

12、根据恒流源的输出电流和热电阻的电压值，确定热电阻的电阻值，以对应电阻值查表得到测量温度值；

13、其中，对应第一切换信号的更新间隔的第一交替时长大于对应第二切换信号的更新间隔的第二交替时长，第一交替时长小于对应温度采样时长，温度采样时长为采样并输出一个测量温度值的过程所占用的时长。

14、第三方面，本申请还提供一种检测线路板，该检测线路板包括如上述的三线制热电阻检测电路。

15、第四方面，本申请还提供一种温度检测设备，其包括如上述的检测线路板，且还包括：

16、一个或多个处理器；

17、存储装置，用于存储一个或多个程序，当一个或多个程序被一个或多个处理器执行，使得一个或多个处理器实现如上述的三线制热电阻检测方法。

18、第五方面，本申请还提供一种存储计算机可执行指令的存储介质，计算机可执行指令在由处理器执行时用于执行如上述的三线制热电阻检测方法。

19、本申请通过设置导线切换模块将恒流源模块的输出通过不同的测量导线接入热电阻，以实现单恒流源激励；并且通过adc模块对两条测量导线之间的电压进行检测，从而使得mcu模块能够通过adc模块检测到切换不同测量导线后的电压值，进而在检测到相应的测量温度值的同时，还能对测量导线是否断开进行检测，有效地兼顾了温度检测和断线检测两种检测功能，使得检测得到的测量温度值更加准确有效。

技术特征：

1.一种三线制热电阻检测电路，其特征在于，所述电路包括恒流源模块、电压提供模块、adc模块、导线切换模块和mcu模块；

2.根据权利要求1所述的三线制热电阻检测电路，其特征在于，所述恒流源模块包括第一运算放大器和基准电阻；

3.根据权利要求1所述的三线制热电阻检测电路，其特征在于，所述电压提供模块包括第二运算放大器；

4.根据权利要求1所述的三线制热电阻检测电路，其特征在于，所述导线切换模块包括第一模拟开关和第二模拟开关；

5.根据权利要求1所述的三线制热电阻检测电路，其特征在于，所述导线切换模块包括第一模拟开关和第二模拟开关；

6.一种三线制热电阻检测方法，其特征在于，应用于如权利要求1-5任一项所述的三线制热电阻检测电路中的mcu模块，所述方法包括：

7.根据权利要求6所述的三线制热电阻检测方法，其特征在于，所述第一电压参数和所述第二电压参数为恒流源模块的输出通过第三测量导线接入热电阻时计算得到的电压参数，所述第三电压参数和所述第四电压参数为所述恒流源模块的输出通过第二测量导线接入所述热电阻时计算得到的电压参数；

8.一种检测线路板，其特征在于，所述检测线路板包括如权利要求1-5任一项所述的三线制热电阻检测电路。

9.一种温度检测设备，其特征在于，如权利要求8所述的检测线路板，所述设备还包括：

10.一种存储计算机可执行指令的存储介质，其特征在于，所述计算机可执行指令在由处理器执行时用于执行如权利要求6-7中任一项所述的三线制热电阻检测方法。

技术总结
本申请提供一种三线制热电阻检测电路、方法、线路板、设备及存储介质，涉及温度检测技术领域，解决了在三线制温度检测电路中难以同时兼顾温度检测功能和断线检测功能而导致测量结果不够准确的问题，本申请通过设置导线切换模块将恒流源模块的输出通过不同的测量导线接入热电阻，以实现单恒流源激励；并且通过ADC模块对两条测量导线之间的电压进行检测，从而使得MCU模块能够通过ADC模块检测到切换不同测量导线后的电压值，进而在检测到相应的测量温度值的同时，还能对测量导线是否断开进行检测，有效地兼顾了温度检测和断线检测两种检测功能。

技术研发人员：周立功,黄泽雄,游勇
受保护的技术使用者：广州致远电子股份有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/15