[发明专利]一种数字式交流电桥铂电阻温度计

说明书

技术领域

本发明涉及一种温度测量系统，尤其涉及一种数字式交流电桥铂电阻温度计。

背景技术

铂电阻温度传感器是利用其电阻和温度成一定函数关系而制成的温度传感器。由于铂电阻温度传感器测量准确度高、测温范围大、重复性和稳定性好、价格低廉，被广泛应用于中温范围的温度测量。目前直流铂电阻电桥是较为通用的温度测量电路。直流铂电阻电桥的特点是结构简单，硬件开支较小，但是抗干扰能力较弱，测温分辨率较低。

发明内容

本发明目的在于解决现有技术中的上述问题，提出一种数字式交流电桥铂电阻温度计，其可以通过交流电桥和相敏检波技术获得高分辨率测温能力、并通过MCU控制单元和RS485信号传输能够实现数字化集成和总线控制。

本发明的一种数字式交流电桥铂电阻温度计，包括：交流激励源、电阻电桥、放大单元、相敏检波器、低通滤波器、A/D转换电路、数据传输单元和MCU控制单元，其中，所述交流激励源与所述电阻电桥连接构成交流电阻电桥，所述的相敏检波器、低通滤波器构成低通频带信号提取系统，所述交流电阻电桥通过所述放大单元与所述低通频带信号提取系统连接，所述低通频带信号提取系统与所述A/D转换电路连接，所述A/D转换电路输出的数字信号通过所述数据传输单元传输，所述MCU控制单元分别与所述放大单元、所述A/D转换电路以及所述数据传输单元连接以实现数字化集成与总线控制。

优选地，所述交流激励源为正弦激励源。

优选地，所述电阻电桥包括第一固定电阻R1、第二固定电阻R2、第三固定电阻R3、可调电阻和铂电阻，串联的第一固定电阻R1、第二固定电阻R2和可调电阻、串联的第三固定电阻R3和铂电阻、与所述交流激励源之间并联，所述第一固定电阻R1和第二固定电阻R2之间的B点接地，所述第三固定电阻R3与所述铂电阻之间的A点与所述放大单元连接。

优选地，所述低通频带信号提取系统通过相敏检波技术提取出交流信号的直流幅度信号。

优选地，所述数据传输单元为RS485总线。

优选地，所述放大单元包括前置放大器和解调放大器。

优选地，所述解调放大器反向比例放大电路，其中使用数字电位器作为放大电阻。

优选地，所述MCU控制单元为单片机。

优选地，所述温度计在-200—650摄氏度的范围内进行温度测量。

本发明的有益效果是：由于使用了交流电桥及相敏检波信号技术提取技术，提高了系统的分辨率与抗干扰能力，温度测量的精度可以得到极大的提高。并且，由于引入程控单元(MCU控制单元)和总线传输(信号传输、RS485)，可以使传感器实现数字化集成，总线控制。

附图说明

图1为本发明的数字式交流电桥铂电阻温度计的结构示意图。

图2为相敏检波电原理图。

图3为本发明的数字式交流电桥铂电阻温度计的一个具体实施方式的部分结构示意图。

具体实施方式

下面通过实施例对本发明作进一步说明，其目的仅在于更好地理解本发明的研究内容而非限制本发明的保护范围。

本发明的数字式交流电桥铂电阻温度计，可用于中温范围的高精度温度测量，例如可以在-200—650摄氏度的范围内进行温度测量。

如图1所示，包括：交流激励源1、电阻电桥2、放大单元3、相敏检波器4、低通滤波器5、A/D转换电路6、数据传输单元7和MCU控制单元(Microcontroller Unit，微处理单元)8。其中，所述交流激励源1与所述电阻电桥2并联连接构成交流电阻电桥。所述相敏检波器4、低通滤波器5构成低通频带信号提取系统。所述交流电阻电桥通过所述放大单元3与所述低通频带信号提取系统连接，所述低通频带信号提取系统与所述A/D转换电路6连接，所述A/D转换电路6输出的数字信号通过所述数据传输单元7传输，所述MCU控制单元8分别与所述放大单元3、所述A/D转换电路6以及所述数据传输单元7连接以实现数字化集成与总线控制。