[实用新型]一种多量程铂电阻测温电路

说明书

本实用新型公开了一种多量程铂电阻测温电路，该电路包括恒流源、单刀双掷开关、参考电路、待测电路、测温芯片和微控制器，参考电路包括恒定电阻和可变电阻，待测电阻包括铂电阻和与参考电路相同的可变电阻，通过改变可变电阻的大小，使可变电阻的最大阻值大于铂电阻在最大测温点时的阻值，可变电阻的最小阻值大于所述恒定电阻的阻值；通过测温芯片的内部计算，分别读取恒定电阻两端的输入电压以及铂电阻两端的输入电压，利用恒电流对两者提供的相同的电流，计算出铂电阻的阻值大小，进而得到铂电阻此时所对应得温度值。在处理小量程问题时，利用该测温电路，可以有效地避免铂电阻与可变电阻相差太大得问题，进而提高测温精度。

技术领域

本实用新型涉及温度测量领域，具体涉及到一种多量程铂电阻测温电路。

背景技术

温度是国际单位制的基本物理量之一,温度检测在工业自动化和科学研究领域应用非常广泛,热电阻测温是基于金属导体的电阻阻值随温度的增加而增加的这一特性来进行温度测量的，热电阻大多数都是由纯金属材料制成，目前应用广泛的测温元件是铂；由于铂的特性稳定,不会因为高低温而引起物理或化学的变化,且测量范围大,可达到-250℃至850℃,测温精度高、示值复现性高等特点。铂电阻和环境温度之间的特性曲线是非线性关系，当测量温度在-250℃t0℃时,R_t＝R₀[1+At+Bt²+Ct³(t-100)]；当测量温度在0℃≤t≤850℃时,R_t＝R₀[1+At+Bt²]；式中A＝3.9083×10^-3；B＝-5.775×10^-7；C＝4.183×10^-12；根据此关系式可以由铂电阻的电阻阻值得到该阻值对应的温度值。因此利用铂电阻进行测温的电路在各种复杂工业环境中广泛的应用,根据铂电阻的测温范围比较大的特点，常会设计多量程的测温电路来测量温度变化比较大的环境。

目前的多量程铂电阻的在测量电路中选用固定电阻串联在铂电阻上，通过测温芯片计算两者的电压比值来计算具体的铂电阻阻值，并且根据测温芯片对铂电阻的阻值算法，必须满足该固定电阻的阻值大于铂电阻的阻值。然而正如上文中指出的，铂电阻的阻值随温度变化呈现非线性的变化规则，比如以市售的PT100铂电阻为例，在温度接近100℃时，铂电阻的阻值约为138Ω，在温度接近500℃时，铂电阻的阻值约为280Ω。为了满足不同量程的测量要求，串联的固定电阻的阻值通常选用大于最大量程中铂电阻的最大值，然而这样的选择，在处理小量程时，会使得该固定电阻的阻值与铂电阻的阻值差异过大，这种差异会放大测温芯片内部的误差，导致测量结果出现较大偏差，使得测温电路的精度下降。

发明内容

针对多量程铂电阻测温中小量程精度下降问题，本实用新型提出了一种多量程铂电阻温度测量电路。

本实用新型的多量程铂电阻温度测量电路，包括恒流源、单刀双掷开关、参考电路、待测电路和测温芯片，所述单刀双掷开关不动端与所述恒流源相连，所述单刀双掷开关的两动端分别对应连接在所述参考电路和所述待测电路上，使得该单刀双掷开关分别控制不同的电路进行工作，其中：

所述参考电路包括恒定电阻和可变电阻，所述待测电路包括待测的铂电阻和与所述参考电路共用的可变电阻，所述恒定电阻和铂电阻具有公共端且串接在所述可变电阻上，所述恒定电阻和铂电阻的另一端分别连接在所述单刀双掷开关的两动端上，所述可变电阻的最大阻值大于所述铂电阻在最大测温点时的阻值，所述可变电阻的最小阻值大于所述恒定电阻的阻值，

所述恒定电阻的两端分别连接在所述测温芯片的第一输入端两端口，所述铂电阻的两端分别连接在所述测温芯片的第二输入端两端口，所述可变电阻的两端还分别连接在所述测温芯片的参考端两端口。

优选的，所述可变电阻为精密电阻网络，包括若干个串联的精密电阻，且每个所述精密电阻通过一单刀单掷开关控制是否接入电路，从而实现该精密电阻网络的阻值可变。