[实用新型]一种热电阻测量系统中的多通道热电阻切换电路

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种热电阻测量系统，尤其是一种热电阻测量系统中的多通道热电阻切换电路。

背景技术

在工业生产中，热电阻作为感温元件经常被应用于对温度测量精度要求比较高的场合。常用的热电阻类型有Cu50、Cu53、Pt10、Pt100和Pt1000，其中温度测量精度要求为0.1℃时，Cu50和Pt100应用的比较广泛，当精度要求为0.01℃时，Pt1000的应用就比较多了。在工业生产中热电阻一般应用于中低温区的温度测量：Cu50一般应用于-50℃~150℃的温度测量，对应热电阻的阻值范围是78.48欧姆~164.27欧姆；Pt100测温范围是-200℃~850℃，对应的阻值范围是18.52欧姆~390.84欧姆；Pt1000常用的测温范围是-50℃~300℃，对应的阻值范围是803.063欧姆~2120.515欧姆。现有的测温设备温度测量范围比较窄，如对于Pt100来说，多是应用于-50℃~300℃，超过300℃的测量精度就会大大降低，更不用提单个设备既可以测量Pt100又可以测量Pt1000了。

目前，常用的热电阻测量方法有几种，就热电阻线制而言有二线、三线和四线法，就激励方式而言有主要有电桥法和恒流源法。

热电阻的灵敏度较高，如常用Pt100热电阻的灵敏度大约为0.38欧姆/℃，所以在热电阻的测量中导线的电阻不能忽略。二线制无法消除线电阻对测量结果的影响，在精度要求高的场合一般不会采用；四线法可以消除线电阻的影响，但对于长距离多通道的测温系统来说多布线成本太高；三线制可以通过硬件或软件上的处理消除线电阻的影响，比四线制的实现成本低，是多通道测温系统中的常用选择。

在三线制热电阻测量中，电桥法虽然能够消除线电阻的影响但测量范围较窄，因此恒流源三线法是目前常用的测温方法。在多通道热电阻测量系统中，经常使用多恒流源（一个通道使用一个恒流源）或双恒流源的测量方法。其中，多恒流源法的实现成本高，且不同恒流源间的离散性会给测量结果带来额外的误差；双恒流源法对恒流源的对称性要求较高，且切换电路较为繁琐，会占用较大的电路板面积。

发明内容

本实用新型针对以上问题，提出了一种基准电阻切换电路，具体如下：

一种热电阻测量系统中的多通道热电阻切换电路，包括多个并联关系的相同的单通道热电阻切换电路；对于任一个单通道热电阻切换电路，包括电阻RAx、RBx、RCx、RDx、REx、RFx和RGx，双路切换开关UAx和UBx，以及单路切换开关UCx；所述UAx对应测量通道B，UBx对应测量通道C，UCx对应测量通道A；

所述单路切换开关UCx是光耦继电器，其第1、2引脚分别为光耦继电器的发光管的阳极端和阴极端，第4、6引脚为对应的输出端；

所述双路切换开关UAx和UBx是相同的，且它们都是由两个光耦继电器构成，对于任一双路切换开关，其第1、2引脚分别为第一光耦继电器的发光管的阳极端和阴极端，第7、8引脚为对应的输出端；第3、4引脚分别为第二光耦继电器的发光管的阳极端和阴极端，第5、6引脚为对应的输出端；

所述UCx的第2引脚分别连接所述UAx和UBx的第4引脚，且连接通道选择信号CSx端；

所述UCx的第1引脚通过电阻RFx连接电源VCC端；所述UAx的第1引脚通过电阻RGx连接VCC端；

所述UBx的第1引脚作为测量通道B选择引脚连接相应选择信号，UBx的第3引脚作为测量通道C选择引脚连接相应选择信号；

所述UAx的第6引脚连接基准电阻的采样电压，第4引脚通过电阻RAx连接被测热电阻R_TDx的一端，构成测量通道A；

所述UAx的第7引脚连接恒流源的电流输出端，第8引脚通过电阻RAx连接被测热电阻R_TDx的一端，即连接到测量通道A；

所述UAx的第5引脚接地，第6引脚通过电阻RCx连接被测热电阻R_TDx的另一端，构成测量通道B；

所述UBx的第7引脚连接基准电阻的采样电压，第8引脚通过电阻RDx连接被测热电阻R_TDx的另一端，即连接到测量通道B；

所述UBx的第6引脚连接基准电阻的采样电压，第5引脚通过电阻REx连接被测热电阻R_TDx的另一端，构成测量通道C。