[实用新型]一种热电阻测温装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种热电阻测温装置，用于测量各种环境下，尤其是工业环境下的现场温度。

背景技术

热电阻是把温度变化转换为电阻值变化的一次元件，通常需要把电阻两端产生的电信号通过引线传递到计算机控制装置或者其它一次仪表上，但是由于工业用热电阻都安装在生产现场，其与控制室之间存在一定的距离，因此热电阻的引线对测量结果会有较大的影响。

测温装置通常使用Pt100铂热电阻作为测温电阻，它具有精度高、测温范围宽、使用方便等优点, 在工业过程控制和测量系统中得到了广泛的应用。

利用热电阻测温时，热电阻接入电路的方式有三种，其中，2线制的电流回路和电压测量回路合二为1，精度差；3线制的电流回路的参考位和电压测量回路的参考位为一条线，如果合理设计测量电路，可以达到很高的精度；4线制的电流回路和电压测量回路独立分开，精度高，但费线。目前常用的热电阻测温装置，每种接线方式都对应不同的数据处理电路，导致装置的结构复杂，使用不便。

发明内容

本实用新型要解决的技术问题是提供一种结构简单、操作容易且测量精度高的热电阻测温装置，可以根据实际应用情况，选择以上任一种方式接线，实现现场温度测量。

为解决上述技术问题，本实用新型所采取的技术方案是：一种热电阻测温装置，其关键在于：包括热电阻，电源电路、恒流源电路和由电压放大电路、模拟滤波电路、模数转换电路、单片机控制电路组成的数据处理电路以及通信接口电路；所述电源电路的输出端分别接其他电路模块的相应电源端，所述恒流源电路的输出端接热电阻的电流输入端,热电阻两端输出的电压信号接在电压放大电路的两个输入端，电压放大电路的输出端依次经模拟滤波电路、模数转换电路接单片机控制电路的输入端，单片机控制电路与通信接口电路双向连接。

上述热电阻为Pt100铂热电阻。

采用上述技术方案所产生的有益效果在于：本实用新型采用铂热电阻Pt100用于现场温度的测量，测温范围0-400℃。本实用新型结构简单、操作容易且测量精度高，具有如下特点：

（1）本实用新型采用相同的数据处理电路，不需要任何软件和硬件的额外设置，可以根据实际应用情况，实现2、3、4线制的铂电阻测温；其中，2线的接线方式用于对温度测量要求较低的场合，3线和4线制都可以实现较高精度的测量；（2）本实用新型选用STC11F04E系列高速超强抗干扰低功耗单片机，自带EEPROM；并且采用标准MODBUS通信协议，可直接与上位计算机的工业组态软件通信；（3）采用AD621集成仪表放大器，实现信号的精密放大和差分到单端的转换，同时避免了多运放构成的仪表放大器参数难以匹配的问题；（4）模数转换器采用12位的A/D转换芯片ADS1286，最小可以分辨出0.165℃的温度变化，若实际应用中对温度的分辨率要求不高，可以采用与其引脚完全兼容的10位A/D转换芯片实现TLC1549替换或8位A/D转换芯片TLC549替换，而电路不需做任何改动。

附图说明

图1是本实用新型的原理方框图；

图2是本实用新型的电源电路的电路原理图；

图3是本实用新型的恒流源电路的电路原理图；

图4是本实用新型的数据处理及通信接口电路的电路原理图；

图5是本实用新型的2线制测温接线示意图；

图6是本实用新型的3线制测温接线示意图；

图7是本实用新型的4线制测温接线示意图；

图中，1、电源电路，2、恒流源电路，3、数据处理电路，3-1、电压放大电路，3-2、模拟滤波电路，3-3、模数转换电路，3-4、单片机控制电路，4、通信接口电路；U1、单片机，U2、基准电压源，U3、仪表放大器，U4、运算放大器，U5、模数转换器，U6-U7、三端可调式恒流源，U8、第一稳压器，U9、第二稳压器，U10、电压反转器，U11-U13、第一至第三光电耦合器，U14、485通信接口芯片，U15、电源隔离模块。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式对本实用新型作进一步详细的说明。