[发明专利]一种基于PT1000的高精度隔离测温装置

说明书

本发明涉及一种基于PT1000的高精度隔离测温装置，包括5V基准电压源(1)、PT1000温度传感器(2)、差分信号放大及滤波电路(3)、Sigma‑Delta模数转换器(4)和单片机(5)，所述的PT1000温度传感器(2)、差分信号放大及滤波电路(3)、Sigma‑Delta模数转换器(4)和单片机(5)依次电性连接，所述的5V基准电压源(1)与差分信号放大及滤波电路(3)电性连接。与现有技术相比，本发明具有成本低、精度高等优点。

技术领域

本发明涉及温度测量技术领域，尤其是涉及一种基于PT1000的高精度隔离测温装置。

背景技术

PT1000是电阻式温度传感器，测温的本质其实是测量传感器的电阻，通常是将电阻的变化转换成电压或电流等模拟信号，再将模拟信号转换成数字信号，再由处理器换算出相应的温度。因此基于PT1000温度传感器的高精度测温电路在工农业、国防、航天、汽车和科研中得到广泛应用。但是，目前的PT1000温度传感器在许多测温电路设计中的测量效率低下，为了提高PT1000的温度传感器测温的准确性，新型的高精度隔离测温的出现是很有价值的。

目前PT1000电阻温度传感器检测电路采用惠思顿电桥加运算放大再进行A/D转换，此种方式电桥供电电压及A/D转换器基准参考电压的设计值与实际值之间误差将引起温度测量误差增大，且没有进行隔离采样，不适用于电机驱动温度采集。

另外一种PT1000电阻温度传感器的检测电路采用在PT1000温度传感器两端设计了两路恒流源，使电路的电流恒定，然后设计了二极放大电路，对PT1000采集到的信号进行放大，又在每一级电路中加入了恒压源。此种方式恒流源若电流过大，由于热电阻的自热效应会造成温度漂移，若恒流源电流过小，则易受噪声干扰。

随着新能源汽车销量逐渐增加，PT1000温度传感器也开始大量应用于电机控制器功率器件温度采集，不仅需要高精度采样，而且还需要隔离采样，上述两种方式如要进行隔离采样都需要添加单独的隔离运放或者光耦，大大增加了系统成本。

发明内容

本发明的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种基于PT1000的高精度隔离测温装置，成本低，精度高。

本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：

一种基于PT1000的高精度隔离测温装置，包括5V基准电压源、PT1000温度传感器、差分信号放大及滤波电路、Sigma-Delta模数转换器和单片机，所述的PT1000温度传感器、差分信号放大及滤波电路、Sigma-Delta模数转换器和单片机依次电性连接，所述的5V基准电压源与差分信号放大及滤波电路电性连接；

所述的5V基准电压源将PT1000温度传感器的阻值变化转换成电压变化，送到差分信号放大及滤波电路处理后，再进入Sigma-Delta模数转换器，所述的Sigma-Delta模数转换器将模拟信号转换成隔离的脉冲宽度调制数字信号，所述的单片机检测脉冲宽度调制数字信号的占空比，并换算成温度的变化量，与传统的线性光耦、隔离运放和变压器等模拟信号隔离采样方案相比，节省了隔离电源，大大节省成本。

进一步地，所述的5V基准电压源包括TL431稳压器、第三电阻、第十电阻R₁₀和第十一电阻，所述的TL431稳压器的阴极串联第三电阻后与+15V电源连接，阳极接地，所述的第十电阻一端连接TL431稳压器的阴极，另一端连接TL431稳压器的参考端，所述的第十一电阻一端接地，另一端连接TL431稳压器的参考端；

与利用低压差线性稳压器产生5V基准电压的传统方式相比，本发明提出的5V基准电压源采用常用的TL431稳压器来完成，所述的TL431稳压器具有体积小、基准电压精密可调以、输出电流大以及输出杂波低的优点，因此5V基准电压源的基准电压精度高。