[发明专利]一种单芯片化铂电阻信号调理电路及调理方法

说明书

本发明涉及一种单芯片化铂电阻信号调理电路及调理方法。本发明包括输入运放Q1、输入运放Q2、输出运放Q3、PMOS管P1、输出驱动管N1、电流源IR1、电流源IR2、电阻R1、电阻R2和电阻R3，输入运放Q1的输出端和负输入端之间接电阻R1，输入运放Q2的负输入端分别接输入运放Q1的负输入端和PMOS管P1的源端，输入运放Q2的输出端接PMOS管P1的栅极，PMOS管P1的漏端接输出运放Q3的正输入端，输出运放Q3的输出端接输出驱动管N1的基极和输出运放Q3的负输入端，输出驱动管N1的集电极接电流源IR1、电流源IR2、PMOS管P1的源端和输入运放Q2的负输入端，输出驱动管N1的发射极接输出运放Q3的负输入端，输出运放Q3的正输入端接电阻R2，负输入端接电阻R3。本发明具有校准精度高，且试用温度范围广的优点。

技术领域

本发明涉及于航空、航海和工业控制等信号通信领域，尤其涉及一种新型的单芯片化铂电阻信号调理电路及调理方法。

背景技术

铂电阻为一种应用范围极广的温度传感器，因其阻性传感器信号传输时，输入漂移和非线性对传感器的特性造成很大的影响，需要对其输入信号进行调理，并将其转换为可用的4～20mA进行传输。

现有的传感器信号调理电路多为电压输出，在长线传输中电压的损耗不可避免，信号衰减后信号处理端口采样的信号与传感器源端差异较大，而采用电流输出方式可以避免信号的损耗，在长线传输中可采用电流发送模式，远端的电流与传感器源端的电流一致，没有损耗，且抗干扰能力强。因此现有的铂电阻信号调理电路多采用分立器件和运算放大器搭建的硬件铂电阻补偿的方案，对于系统工程师提出了较高的要求，需要其对系统性能掌握透彻，外接高精度的电阻，电阻的精度决定了最后整个系统的精度，不能进行线性化校准的功能；且硬件系统复杂，占用体积大，与温度传感器要求的小、低、轻的发展趋势不符合。

发明内容

本发明为解决背景技术中存在的上述技术问题，提供了一种单芯片化的电流输出传感器信号调理电路及调理方法，采用单片化集成电路的实现方式，将精密信号放大、电流源和电压基准集成在一个芯片内部，通过闭环的非线性控制电路对铂电阻的非线性进行校准，校准精度高，且试用温度范围广。

本发明的技术解决方案是：本发明为一种智能化的电流输出传感器信号调理电路，其特殊之处在于：所述调理电路包括输入运放Q1、输入运放Q2、输出运放Q3、PMOS管P1、输出驱动管N1、电流源IR1、电流源IR2、电阻R1、电阻R2和电阻R3，输入运放Q1的输出端和负输入端之间接电阻R1，输入运放Q2的负输入端分别接输入运放Q1的负输入端和PMOS管P1的源端，输入运放Q2的输出端接PMOS管P1的栅极，PMOS管P1的漏端接输出运放Q3的正输入端，输出运放Q3的输出端接输出驱动管N1的基极和输出运放Q3的负输入端，输出驱动管N1的集电极接电流源IR1、电流源IR2、PMOS管P1的源端和输入运放Q2的负输入端，输出驱动管N1的发射极接输出运放Q3的负输入端，输出运放Q3的正输入端接电阻R2，负输入端接电阻R3。其中电流源IR1和电流源IR2为铂电阻提供高精度的恒流供电。

优选的，调理电路还包括电阻R_G,电阻R_G接在输入运放Q2的负输入端和输入运放Q1的负输入端之间。

优选的，调理电路还包括电流源I3，输出驱动管N1的集电极通过电流源I3分别接入PMOS管P1的源端和输入运放Q2的负输入端。

优选的，调理电路还包括电阻R4，电阻R4接在输出运放Q3的输出端和输出驱动管N1的基极之间。

优选的，调理电路还包括电阻R5，电阻R5接在输出驱动管N1的发射极和基极之间。

优选的，调理电路还包括电阻R6，电阻R6接在输出运放Q3的负输入端与输出驱动管N1的发射极之间。

一种基于上述的新型的单芯片化铂电阻信号调理电路的调理方法，其特殊之处在于：该方法包括以下步骤：