[发明专利]一种智能化的电流输出传感器信号调理电路及调理方法

说明书

本发明涉及一种智能化的电流输出传感器信号调理电路及调理方法。本发明包括铂电阻温度传感器RTD、多个精密电阻RZ、多路选通器、第一级可编程增益放大器PGA1、第二级可编程增益放大器PGA2、线性化电路、接口SPI和高精度电压电流转换器V/I，铂电阻温度传感器RTD上并联多个精密电阻RZ，铂电阻温度传感器RTD和多个精密电阻RZ通过多路选通器接入第一级可编程增益放大器PGA1，第一级可编程增益放大器PGA1输出接入第二级可编程增益放大器PGA2输入端，第二级可编程增益放大器PGA2一路接高精度电压电流转换器V/I，另一路通过线性化电路反馈至第一级可编程增益放大器PGA1，接口SPI接第一级可编程增益放大器PGA1。本发明具有集成化程度高、操作简单、补偿精度高、并且试用范围广的优点。

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，尤其涉及一种智能化的电流输出传感器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。现有方案多采用硬件电阻校准和调理，采用硬件电阻补偿的方案，对于系统工程师提出了较高的要求，每个传感器需要单独调节补偿电阻，同时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，不能进行智能化配置，难以在生产中进行批量化处理。

发明内容

本发明为解决背景技术中存在的上述技术问题，提供了一种智能化的电流输出传感器信号调理电路及调理方法，具有集成化程度高、操作简单、补偿精度高、并且试用范围广的优点。

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：所述调理电路包括铂电阻温度传感器RTD、多个精密电阻RZ、多路选通器、第一级可编程增益放大器PGA1、第二级可编程增益放大器PGA2、线性化电路、接口SPI和高精度电压电流转换器V/I，铂电阻温度传感器RTD上并联多个精密电阻RZ，铂电阻温度传感器RTD和多个精密电阻RZ通过多路选通器接入第一级可编程增益放大器PGA1，第一级可编程增益放大器PGA1输出接入第二级可编程增益放大器PGA2输入端，第二级可编程增益放大器PGA2一路接高精度电压电流转换器V/I，另一路通过线性化电路反馈至第一级可编程增益放大器PGA1，接口SPI接第一级可编程增益放大器PGA1。

优选的，调理电路还包括存储器EEPROM、电流DAC1和电流DAC2；存储器EEPROM接接口SPI，接口SPI通过电流DAC1接多路选通器，通过电流DAC2接第一级可编程增益放大器PGA1和第二级可编程增益放大器PGA2之间。

优选的，调理电路还包括振荡器OSC，振荡器OSC接接口SPI。振荡器OSC为调理电路提供工作需要的时钟信号。

优选的，电流DAC1通过两路电流源I1和电流源I2接入多路选通器。

优选的，铂电阻温度传感器RTD通过负载电阻Rcm接地。

优选的，精密电阻RZ为5个。

一种实现上述的智能化的电流输出传感器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：

1)连接铂电阻温度传感器RTD，根据应用温度范围配置不同的精密电阻Rz，由多路选通器进行选择；

2)输入级将流过铂电阻温度传感器RTD的电流和流过精密电阻Rz的电流进行差分输入，输入信号经过第一级可编程增益放大器PGA1进行可变增益放大后输出，增益值由SPI接口进行控制；

3)信号经过第二级可编程增益放大器PGA2后，采样部分输出再反馈至线性化电路对其输入进行控制，调节输入信号的线性化程度；