一种温度采样电路的制作方法
【专利摘要】本发明一种温度采样电路属于工业控制技术领域。本发明采取方案为：采用铂电阻Pt1000或Pt100作为温度传感器，对于传统的用于铂电阻温度采样的电桥方案进行原理演变改进，采用精密电阻和精密电压基准实现铂电阻的精确R/V转换，再通过电压采样得到反映此时温度的铂电阻阻值。本发明的有益效果是，其原理简单，可用少量器件实现高精度高分辨率的温度测量。
【专利说明】
一种温度采样电路
技术领域
[0001 ]本发明一种温度采样电路属于工业控制技术领域。
【背景技术】
[0002] 铂电阻PtlOOO或PtlOO的阻值会随着温度的变化而改变，对于PtlOOO或PtlOO来 说，它的阻值会随着温度上升而匀速增加。由于其阻值可精确反应其所处环境温度，所以广 泛应用于医疗、工业等的高精度温控领域。
[0003] 传统的铂电阻温度采样电路有2种方案：（1)恒流源方案，将恒定电流通过铂电阻， AD采样铂电阻电压，得到其阻值，查表得到其环境温度；（2)电桥方案，将铂电阻接入由多个 电阻组成的电桥中，AD采样电桥输出电压差，根据电路公式计算铂电阻阻值，查表得到其环 境温度。其中方案1精度较高，但电路原理相对复杂，方案2器件较多，温度采样精度易受器 件影响，且电路形式也相对复杂。本发明针对传统方案的问题，对传统方案2进行了原理演 变改进，实现了一种新的高精度铂电阻温度采样电路。
【发明内容】
[0004] 本发明的目的是提出一种基于铂电阻的高精度温度采样电路，其对传统的电桥方 案进行了原理演变改进，通过R/V转换，将不同温度下铂电阻阻值的变化转化为电压的变 化，并由AD采样电压反算出铂电阻阻值，最后根据温度和铂电阻关系得到精确的温度值。
[0005] 本发明采取的技术方案为：一种温度采样电路，其为基于铂电阻作为传感器的方 案，其特征是，该电路包括铂电阻(PT)、精密电阻一 (R1)、电阻二(R2)、电阻三(R3)、精密电 压基准一 (REF1)、精密电压基准二(REF2)，一个电容(C1)，一个模数转换器(AD)，一个低偏 置电压运算放大器(N1);铂电阻(PT)-端接地，另一端与电阻(R1)相连，电阻(R1)两端分别 与精密电压基准二(REF2)的输出端和铂电阻(PT)的另一端相连，铂电阻(PT)与电阻(R1)相 连端与运算放大器(N1)的反向输入端相连，电阻(R2)两端分别与精密电压基准二(REF1)的 输出端和运算放大器(N1)的同向输入端相连，电阻(R3)和电容(C1)并联跨接在运算放大器 (N1)的反向输入端和输出端间，同时运算放大器(N1)的输出端进入数转换器(AD)输入端采 样。
[0006] 本发明具有的优点和有益效果:本发明是对传统电桥方案的原理演变改进，相比 传统的恒流源方案和电桥方案，本发明具有原理简单，参数易选取，R/V对应关系明确等优 点，本发明只需用少量器件实现高精度高分辨率的温度测量。
【附图说明】
[0007] 图1为该采样电路的硬件原理图
[0008] 其中，PT是铂电阻，R1是精密电阻一，R2是精密电阻二，R3是精密电阻三，REF1是精 密电压基准一，REF2是精密电压基准二，C1是电容，AD是模数转换器，N1是运算放大器。
【具体实施方式】
[0009] -种温度采样电路，其为基于铂电阻作为传感器的方案，该电路包括铂电阻(PT)、 精密电阻一（R1)、电阻二（R2)、电阻三（R3)、精密电压基准一（REF1)、精密电压基准二 (REF2)，一个电容（C1)，一个模数转换器(AD)，一个低偏置电压运算放大器(N1);铂电阻 (PT)-端接地，另一端与电阻(R1)相连，电阻(R1)两端分别与精密电压基准二(REF2)的输 出端和铂电阻(PT)的另一端相连，铂电阻(PT)与电阻(R1)相连端与运算放大器(N1)的反向 输入端相连，电阻(R2)两端分别与精密电压基准二(REF1)的输出端和运算放大器(N1)的同 向输入端相连，电阻（R3)和电容(C1)并联跨接在运算放大器(N1)的反向输入端和输出端 间，同时运算放大器(N1)的输出端进入数转换器(AD)输入端采样。
[0010]下面结合说明书附图对本发明做详细说明，
[0011] 本发明是基于使用铂电阻Ptiooo或PtlOO的一种新的简易高精度温度采样电路。 其利用两个高精度电压基准、一个低偏置电压的运算放大器和三个精密电阻，形成一种负 反馈电压放大电路。
[0012] 本发明电路如图1所示。该电路中，当温度变化时，铂电阻(PT)阻值随之发生相应 变化时，运算放大器(N1)输出电压即跟随变化，同时AD转换器实时采样运算放大器N1输出 电压，即可根据电路得到R/V关系，反算出此刻铂电阻(PT)阻值，再根据铂电阻(PT)阻值与 温度关系得到对应温度值。
[0013] 该电路具体实现:铂电阻(PT)-端接地，另一端与电阻(R1)相连，电阻(R1)两端分 别与精密电压基准二(REF2)的输出端和铂电阻(PT)的另一端相连，铂电阻(PT)与电阻(R1) 相连端与运算放大器(N1)的反向输入端相连，电阻(R2)两端分别与精密电压基准二(REF1) 的输出端和运算放大器(N1)的同向输入端相连，电阻(R3)和电容(C1)并联跨接在运算放大 器(N1)的反向输入端和输出端间，同时运算放大器(N1)的输出端进入数模转换器(AD)输入 端采样。
[0014] 其中，C1用来滤除电路噪声，运算放大器N1，精密电阻則、1?2、1?40转换器，以及两 个精密电压基准的选取会影响温度采样精度，可根据电路输出范围要求和温度采样精度进 行器件选型。
[0015] 实施例
[0016] 某参数实例为：
[0017] 1.PT 采用PtlOOO;
[0018] 2.R1 取 1ΚΩ;
[0019] 3.R2 取430Ω;
[0020] 4.1?3取3.61(〇;
[0021] 5.模数转换器AD采样C8051F121片上AD
[0023] 7.若温度-55~85°C时，PT1000阻值约为783~1328 Ω，采样电压范围0.138~ 2.497V
[0024] 8.每。C最小分辨率为0.01V，AD采样精度0.0006V，可至少满足0.1°C分辨率。
【主权项】
1. 一种温度采样电路，其为基于铂电阻作为传感器的方案，其特征是，该电路包括铂电 阻(PT)、精密电阻一(R1)、电阻二(R2)、电阻三(R3)、精密电压基准一(REF1)、精密电压基准 二(REF2)，一个电容(C1)，一个模数转换器(AD)，一个低偏置电压运算放大器(N1);铂电阻 (PT)-端接地，另一端与电阻(R1)相连，电阻(R1)两端分别与精密电压基准二(REF2)的输 出端和铂电阻(PT)的另一端相连，铂电阻(PT)与电阻(R1)相连端与运算放大器(N1)的反向 输入端相连，电阻(R2)两端分别与精密电压基准二(REF1)的输出端和运算放大器(N1)的同 向输入端相连，电阻（R3)和电容(C1)并联跨接在运算放大器(N1)的反向输入端和输出端 间，同时运算放大器(N1)的输出端进入数转换器(AD)输入端采样。
【文档编号】G01K7/20GK106092361SQ201610663967
【公开日】2016年11月9日
【申请日】2016年8月12日 公开号201610663967.7, CN 106092361 A, CN 106092361A, CN 201610663967, CN-A-106092361, CN106092361 A, CN106092361A, CN201610663967, CN201610663967.7
【发明人】樊锦川, 高瑞冰, 郭潇婉
【申请人】中国航空工业集团公司西安飞行自动控制研究所