一种热电偶传感器信号的模拟电路及方法
【技术领域】
[0001]本发明属于信号模拟电路技术领域，尤其是涉及一种热电偶传感器信号的模拟电路及方法。
【背景技术】
[0002]在常温下的实验室中，一些设备需要控制不同温度下的工作方式。热电偶是一种感温元件，它直接测量温度，并把温度信号转换成热电动势信号，通过电气仪表转换成被测介质的温度。
[0003]目前在实验室中，实现温度标定可通过将热电偶传感器放置在恒温箱中或通过电位计来模拟准确的电压信号。通过恒温箱实现的成本较高，而且工作效率较低;通过电位计模拟的方式可以产生很精确的信号，但需要人员读取不同温度下对应的信号值后手动去调节电位器，对于自动测控设备不适用。
[0004]这就需要一个可以通过电子设备自动控制并可与测控设备形成闭环系统的热电偶传感器信号模拟电路。
【发明内容】
[0005]有鉴于此，本发明旨在提出一种热电偶传感器信号的模拟电路，以替代真实的热电偶传感器，从而为产品设计工作提供了便利，也减少了设计的成本。
[0006]为达到上述目的，本发明的技术方案是这样实现的:
[0007]—种热电偶传感器信号的模拟电路，包括依次连接的信号隔离电路、滤波电路、跟随电路和分压电路，还有为信号隔离电路、跟随电路和分压电路供电的电源电路，信号隔离电路输入可调制的PWM信号，分压电路的输出端分别为高电平端和低电平端。
[0008]进一步的，所述电源电路包括依次连接的DC/DC隔离电源、稳压电源和基准电源。
[0009]进一步的，所述DC/DC隔离电源为一集成DC/DC隔离电源器件。
[0010]进一步的，所述稳压电源为一三端稳压器。
[0011 ] 进一步的，所述基准电源为一三端稳压器。
[0012]进一步的，所述信号隔离电路包括光耦U4、电阻R1和电阻R2;Pmi信号通过电阻R1后与光耦U4的输入端相连，电源电路的输出端VCC3通过电阻R2与光耦U4的输出端连接。
[0013]进一步的，所述滤波电路为二阶RC低通滤波器。
[0014]进一步的，所述跟随电路为运算放大器U5，经滤波电路后的直流信号输入到运算放大器U5的正向输入端，运算放大器U5的反向输入端与其输出端相连。
[0015]进一步的，所述分压电路包括电阻R5?R8和电容C3，电阻R6与电阻R8串联后与电容C3并联，运算放大器U5的输出端通过电阻R5连接电阻R6后接地；电源电路的输出端VCC3通过电阻R7连接电阻R8后接地；运算放大器U5的输出端通过电阻R5后为高电平输出端，VCC3通过电阻R7为低电平输出端。
[0016]相对于现有技术，本发明所述的热电偶传感器信号的模拟电路具有以下优势:
[0017](1)可以提供T型和K型热电偶传感器可测量的全温度范围的模拟信号，为一些需测量温度的设备在常温环境下提供各温度下所需要的信号，为产品设计工作提供方便的同时也降低了开发的成本；
[0018](2)电路结构简单容易实现。
[0019]本发明创造的另一目的在于提出一种模拟热电偶传感器信号的方法，以替代真实的热电偶传感器。
[0020]为达到上述目的，本发明创造的技术方案是这样实现的:
[0021]一种模拟热电偶传感器信号的方法，包括如下步骤:
[0022]1)通过光耦隔离将占空比可调制的PWM信号进行隔离输出；
[0023]2)将隔离输出后的可调制的PWM信号进行滤波后产生稳定的直流信号；
[0024]3)将滤波后产生的直流信号通过跟随电路进行阻抗变换，提高直流信号的带负载能力；
[0025]4)将经过阻抗变换后的直流信号和供电电源信号通过分压产生所需的高电平输出和低电平输出。
[0026]所述模拟热电偶传感器信号的方法与上述热电偶传感器信号的模拟电路相对于现有技术所具有的优势相同，在此不再赘述。
【附图说明】
[0027]构成本发明的一部分的附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中:
[0028]图1为本发明实施例所述的热电偶传感器信号的模拟电路结构方框示意图；
[0029]图2为本发明实施例所述的电源电路的结构方框示意图；
[0030]图3为本发明实施例所述的DC/DC隔离电源的实施例原理图；
[0031 ]图4为本发明实施例所述的稳压电源的实施例原理图；
[0032]图5为本发明实施例所述的基准电源的实施例原理图；
[0033]图6为本发明实施例所述的信号隔离电路的实施例原理图；
[0034]图7为本发明实施例所述的滤波电路的实施例原理图；
[0035]图8为本发明实施例所述的跟随电路的实施例原理图；
[0036]图9为本发明实施例所述的分压电路的实施例原理图。
[0037]附图标记说明:
[0038]1 -电源电路，2-信号隔离电路，3-滤波电路，4-跟随电路，5-分压电路，11-DC/DC隔离电源，12-稳压电源，13-基准电源。
【具体实施方式】
[0039]需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
[0040]下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。
[0041]—种热电偶传感器信号的模拟电路，如图1所示，包括依次连接的信号隔离电路2、滤波电路3、跟随电路4和分压电路5，还有为信号隔离电路2、跟随电路4和分压电路5供电的电源电路1，信号隔离电路2输入可调制的PWM信号。
[0042]如图2所示，本发明所述电源电路1包括依次连接的DC/DC隔离电源11、稳压电源12和基准电源13。
[0043]如图3所示，本发明实施例的DC/DC隔离电源11包括DC/DC隔离电源U2，输入端为VCC和GND1，输出端为VCC1和GND2，地线GND2作为后续电路的公共回路端。
[0044]如图4所示，本发明实施例的稳压电源12包括三端稳压器U3，其输入端连接DC/DC隔离电源11输出端VCC1，输出端为VCC2。
[0045]如图5所示，本发明实施例的基准电源13包括三端稳压器U1，其输入端连接稳压电源12输出端VCC2，输出端为VCC3。
[0046]如图6所示，本发明实施例的信号隔离电路2包括光耦U4、电阻R1和电阻R2; P丽信号通过电阻R1后与光耦U4的输入端相连，信号隔离电路2输出隔离后的PWM信号；具体的连接方式是:
[0047]