三线制Pt100铂电阻测温电路的制作方法
【专利摘要】本发明涉及温度测量技术领域，公开了一种三线制Pt100铂电阻测温电路，包括：Pt100铂电阻传感器、恒流源、运算放大器、第一电阻、第二电阻、第三电阻、第四电阻和第五电阻；所述恒流源的输出端连接所述Pt100铂电阻传感器的第一端，第一电阻、第二电阻和第三电阻串联，串联后一端连接所述恒流源，另一端连接Pt100铂电阻传感器的第三端，并接地，所述运算放大器的正输入端连接在所述第二电阻和第三电阻之间，负输入端通过第四电阻连接所述Pt100铂电阻传感器的第二端，运算放大器的负输入端和输出端之间连接所述第五电阻。本发明的三线制Pt100铂电阻测温电路使用的元件少、结构简单、功耗低、精度高，能对Pt100铂电阻温度测量全范围内的导线电阻进行补偿。
【专利说明】
三线制Pt100?电阻测温电路
技术领域
[0001] 本发明涉及温度测量技术领域，特别涉及一种三线制Ptioo铂电阻测温电路。
【背景技术】
[0002] PtlOO铂热电阻传感器是一种电阻值随温度变化而改变的温度传感器，具有稳定 性好、精度高等优点，是工业生产过程中最常用的温度传感器。温度测量电路主要由传感 器、测量电路及连接导线组成，连接导线通常采用三线制接法。为了消除连接导线的电阻值 对测量值的影响，要在测量电路中对其进行补偿。在现有测量电路中，一些简单的电路只能 对全量程范围内某测量点进行补偿，而其它测量点的补偿精度较差。而且能够在全量程范 围内进行高精度补偿的电路大多较复杂，功耗高。
【发明内容】
[0003] 本发明提出一种三线制PtlOO铂电阻测温电路，解决了现有技术中能在全量程范 围内进行高精度的补偿电路结构复杂，功耗高的问题。
[0004] 本发明的三线制PtlOO铂电阻测温电路，包括:Pt100 铂电阻传感器、恒流源、运算 放大器、第一电阻、第二电阻、第三电阻、第四电阻和第五电阻;所述恒流源的输出端连接所 述PtlOO铂电阻传感器的第一端，第一电阻、第二电阻和第三电阻串联，串联后一端连接所 述恒流源，另一端连接PtlOO铂电阻传感器的第三端，并接地，所述运算放大器的正输入端 连接在所述第二电阻和第三电阻之间，负输入端通过第四电阻连接所述PtlOO铂电阻传感 器的第二端，所述运算放大器的负输入端和输出端之间连接所述第五电阻;R3 = R1、R5 = 2nRl、R4 = nR2，n 为正常数。
[0005] 其中，Rl的阻值为Rl 2 20kQ。
[0006]本发明的三线制PtlOO铂电阻测温电路使用的元件少、结构简单、功耗低、精度高， 能对PtlOO铂电阻温度测量全范围内对导线电阻进行补偿。
【附图说明】
[0007] 为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现 有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本 发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可 以根据这些附图获得其他的附图。
[0008] 图1为本发明一种三线制Pt 100铂电阻测温电路结构示意图。
【具体实施方式】
[0009] 下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完 整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于 本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他 实施例，都属于本发明保护的范围。
[0010] 如图1所示，本实施例的三线制Ptioo铂电阻测温电路，包括:Ptioo铂电阻传感器 (虚线框所示，Rt是PtlOO铂电阻，rl、r2和r3是三线制接法的导线电阻）、恒流源A、运算放大 器Ul、第一电阻Rl、第二电阻R2、第三电阻R3、第四电阻R4和第五电阻R5。恒流源A的输出端 连接PtlOO铂电阻传感器的第一端a，第一电阻RU第二电阻R2和第三电阻R3串联，串联后一 端连接恒流源A，另一端连接PtlOO铂电阻传感器的第三端c，并接地。运算放大器Ul的正输 入端连接在第二电阻R2和第三电阻R3之间，负输入端通过第四电阻R4连接所述PtlOO铂电 阻传感器的第二端b。运算放大器Ul的负输入端和输出端之间连接第五电阻R5;要求R3 = 尺1、1?5 = 2111?1、1?4 = 111?2，其中，11为正常数。
[0011 ] 三线制接法使用三根同样的导线连接PtlOO钼电阻，通常认为= ^ = b、c为传感器连接导线的三个接线端子，a、c之间的电压Va。包含有铂电阻上电压VRt和2根导 线电阻上电压2V r，b、c之间的电压Vb。为一根导线电阻上电压Vr，分别通过电阻网络加到运 算放大器的正负输入端，用运算放大器的特性，在运算放大器输出端得到仅与铂电阻上电 压VR t成比例，而与导线电阻上电压Vr无关的电压输出。这样，就消除导线电阻对温度测量值 的影响。具体计算过程如下：
[0012 ] Va、Vb分别是a、b端子上的电压，C端接地。！为恒流源A的输出电流。RI、R2、R3、R4、R5 为精密电阻，使R1、R2、R3、R4和R5满足R3 = Rl、R5 = 2nRl、R4 = nR2,其中，η为正常数。Ul是微 功耗CMOS运算放大器，V+是正输入端，V-是负输入端，V。是输出端。在电路中，选取Rl 2 20k Ω，这样可以R1+R3+R5的阻值远远大于rl+Rt+r2的阻值，近似认为流过1*1、社、12的电流为 I，同时也可认为Vb = Vr。
[0019] 在本电路中，Rl、R2、I均为定值，故输出电压V。就只与Pt 100铂热电阻的阻值有关， 而与连接导线的阻值rl、r2和r3无关，从而达到对传感器进行精确补偿的目的。而且从电路 图可看出本实施例的三线制PtlOO铂电阻测温电路元件少、结构简单、功耗低。
[0020] 以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精 神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
【主权项】
1. 一种三线制PtlOO铂电阻测温电路，其特征在于，包括:PtlOO铂电阻传感器、恒流源、 运算放大器、第一电阻、第二电阻、第三电阻、第四电阻和第五电阻;所述恒流源的输出端连 接所述PtlOO铂电阻传感器的第一端，第一电阻、第二电阻和第三电阻串联，串联后一端连 接所述恒流源，另一端连接PtlOO铂电阻传感器的第三端，并接地，所述运算放大器的正输 入端连接在所述第二电阻和第三电阻之间，负输入端通过第四电阻连接所述PtlOO铂电阻 传感器的第二端，所述运算放大器的负输入端和输出端之间连接所述第五电阻;R3 = R1、R5 = 2nRl、R4 = nR2，n 为正常数。2. 如权利要求1所述的三线制PtlOO铂电阻测温电路，其特征在于，Rl的阻值为Rl 2 20k Ω 0
【文档编号】G01K7/20GK105890793SQ201610064545
【公开日】2016年8月24日
【申请日】2016年1月29日
【发明人】刘克强
【申请人】重庆迪洋仪表有限责任公司