[发明专利]一种温度测量电路

说明书

【技术领域】

本发明涉及一种温度测量电路，尤其涉及通过温度传感器将温度信号转换为电信号、再对电信号进行A/D采样、处理的温度测量电路。

【背景技术】

在现代的很多产品中，都需要对温度进行准确的测量。目前的温度采集方式有两线制、三线制，单通道以及多通道温度测量方式。其中，三线制多通道温度为比较新的温度采集技术方案，专利号为03263202.9、发明名称为《一种热电阻温度测量电路》的中国专利公开了这种技术，其原理示意图如图1所示。该方案采用单恒流源工作，U1为电压跟随器，U2为2倍放大器，利用运放“虚断”原理，流经传感器引线电阻r2的电流视为零，所以r2上端电压为零。

对于U1：V_U1O＝(R_PT+r1+r3+R₀)×I  -----------------------(1)

对于U2：V_U2O＝2×(r3+R₀)×I      -----------------------(2)

其中：R_PT＝R₀(1+A×t+B×t²)，A和B为系数。通常B很小，可以忽略不计。所以：R_PT＝R₀×(1+A×t)，A为电阻的系数，R₀为铂电阻的0℃电阻值。该方案要求铂电阻的两端的三根引线要求其长度和材料都相同，以确保导线电阻r1＝r2＝r3。

则对于U3：U_U3O＝R₀×A×t×I      -----------------------(3)

实现了电压随温度的变化而线性变化，利用A/D对电压进行数据采样，就可以利用公式计算出温度，实现对温度的测量。

同时，通过在两个运放的输入端以及恒流源与传感器的连线上增加模拟开关，就可以实现多通道温度测量。

但该温度测量方案存在下面几点不足：

1.传感器的两端引线要求材料和长度都一样，从非电路设计的角度消除线阻的影响，但在某些时候无法满足材料和长度一样，因此也就不能消除线阻的影响。

2.虽然能够进行通道切换，但测试的对象比较单一，只能是同一种传感器，不适合多种传感器测量要求。

3.在进行多通道温度测量的时候，需要对模拟开关进行切换，其理想情况认为没有被切换的通道为悬空，电流为零，然而实际上会有漏电流的存在，该漏电流流经R0后，会直接影响U2输入端的信号大小偶发性的跳变，最终将导致在通道切换的过程中，同一通道的不同次测量数据将发生跳变。

【发明内容】

本发明的主要目的就是为了解决现有技术的问题，提供一种温度测量电路，通过电路本身的设计，消除线电阻的影响。

本发明的次一目的就是提供一种温度测量电路，可适用于多通道、多种温度传感器的测量。

本发明的又一目的就是提供一种温度测量电路，消除多通道温度测量时，悬空通道的漏电流对测量结果的影响。

为实现上述目的，本发明提出一种温度测量电路，包括温度传感器电路、恒流源和第一运算放大器，所述温度传感器电路为四线制，包括从温度传感器的第一端引出的动力线正极、从温度传感器的第二端引出的动力线负极和分别从温度传感器的第一、二端引出的传感引线正极和传感引线负极，所述恒流源连接温度传感器电路的动力线正极，所述第一运算放大器的正、负输入端分别连接温度传感器电路的传感引线正极和传感引线负极，输出端输出电压-温度曲线，所述温度传感器电路的动力线负极耦合到地。

所述第一运算放大器为差动输入。

所述温度传感器电路至少包括两路，所述温度测量电路还包括通道切换装置，所述通道切换装置连接在温度传感器电路和恒流源、第一运算放大器之间，用于使恒流源和第一运算放大器在各温度传感器电路之间切换。

所述通道切换装置优选为模拟开关组。

所述至少两路温度传感器电路中的其中一路为热电阻传感器电路，另一路为热敏电阻传感器电路。

其中，所述热敏电阻传感器电路中的热敏电阻为负温度系数热敏电阻，所述热敏电阻传感器电路还包括用于将负温度系数热敏电阻传感器的温度-电阻曲线进行线性处理的线性化电路和用于将负温度系数热敏电阻传感器的电气特性和热电阻传感器的电气特性进行归一处理的归一化电路。