[发明专利]一种提高钢轨温度测量精度的测量电路及参数选取方法

说明书

本发明公开了一种提高钢轨温度测量精度的测量电路及参数选取方法，电路包括：三输出热电阻R的三个输出端分别具有引线电阻r1、r2和r3，三线制电桥电路包括环形连接的电阻R1、R2、R3和R4，其中R1与R2的公共连接点连接参考电源E，R3与R4的公共连接点接地；三输出热电阻R的A端通过r1与R1连接，三输出热电阻R的A端还通过r2与运算放大电路的正输入端连接，三输出热电阻R的B端通过r3与R4连接；R2与R3的公共连接点还与运算放大电路的负输入端连接。本发明不需要测量传感器引线和接触电阻的值，可以极大地降低引线和接触电阻带来的测量误差，提升采集电路的精度、稳定性和抗干扰能力，也简化了现场安装流程。

技术领域

本发明涉及铁路检测领域，尤其涉及一种提高钢轨温度测量精度的测量电路及参数选取方法。

背景技术

铁路环境情况复杂，无线方案受铁路环境所限制(安装方式——可能引起行车安全问题，无线传输——铁路上干扰、列车屏蔽干扰较多，供电——铁路电是专线，防水，防尘等等)，因此通常采用传感器和采集设备相分离的方式，传感器用夹具固定在钢轨上，采集设备安装在铁路旁安全距离外，这样能够使采集系统和铁路钢轨电气隔离，保证不会因为传感器脱落、电磁干扰等因素对铁路运行带来危害。

然而，在上述采用通常传感器与采集设备分离的架构时，由于安装时传感器引线的长短粗细这是现场施工决定的，而引线的长短粗细所带来的电阻不一致，这就造成温度测量精度的降低。较长的传感器引线和接触阻抗会给测量带来较大的误差，同时较长引线也会让环境干扰越发显著。具体地，引线的电阻会直接导致测量温度的整体偏移，由于引线电阻的阻值不确定，所以测量温度的整体偏移也就不确定，结果就是测量精度降低。

现有技术的传统测量方法是直接测量后，再减去引线和接触电阻对应的温度值，这种方式在每次安装时都得测量引线和接触电阻值，现场操作很不方便，且容易受到测量仪器的精度和测量人员的主管意识影响，造成测量误差巨大。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种提高钢轨温度测量精度的测量电路及参数选取方法，解决现有技术。

本发明的目的是通过以下技术方案来实现的：一种提高钢轨温度测量精度的测量电路，包括三输出热电阻R、三线制电桥电路和运算放大电路；

所述的三输出热电阻R的三个输出端分别具有引线电阻r1、r2和r3，所述的三线制电桥电路包括环形连接的电阻R1、R2、R3和R4，其中R1与R2的公共连接点连接参考电源E，R3与R4的公共连接点接地；其中，R₂＝R₃，并且当三线制电桥电路平衡时，(R₁+r₁+r₂)·R₃＝(R₄+r₂+r₃+R)·R₂；

三输出热电阻R的A端通过r1与R1连接，三输出热电阻R的A端还通过r2与运算放大电路的正输入端连接，三输出热电阻R的B端通过r3与R4连接；R2与R3的公共连接点还与运算放大电路的负输入端连接；

运算放大电路的输出端输出测量信号。

进一步地，所述的三输出热电阻R的型号为PT100。

进一步地，所述的引线电阻r1、r2和r3大小相等。

进一步地，所述的测量电路还包括共模信号抑制电路，用于对输入的共模信号产生滤波抑制作用；所述的共模信号抑制电路包括连接于运算放大电路的正输入端和负输入端之间的电容C1。

进一步地，所述的测量电路还包括分别设置于运算放大电路的正输入端的第一低通滤波电路、以及设置于运算放大电路的负输入端的第二低通滤波电路。