[发明专利]一种高精度多路铂电阻测温电路及方法

说明书

本发明一种高精度多路铂电阻测温电路及方法，属于温度测量技术领域；所要解决的技术问题为：提供一种高精度多路铂电阻测温电路硬件结构的改进；解决上述技术问题采用的技术方案为：包括恒压源、铂电阻PT、标准电阻R9、零欧电阻R0和零欧电阻R10、模拟开关、模数转换器、单片机和运放部分，其中恒压源用于提供稳定的电压，运放部分连接于标准电阻R9的两端，用于输出电阻R9两端压降的的放大增益Uo，模拟开关用于切换不同的待测铂电阻，模数转换器用于对Uo进行模数装换，单片机根据转换结果算出待测铂电阻PT的电阻值，从而获得温度值；本测温电路结构简单，通过消除引线电阻和模拟开关导通电阻的影响，可达到0.001℃的测量精度；本发明应用于温度测量。

技术领域

本发明一种高精度多路铂电阻测温电路及方法，属于温度测量技术领域。

背景技术

温度作为一项基本的环境参数，在人们生产生活和科研活动中扮演着重要角色，提高温度精度对温度测量系统有重要的意义。由于铂电阻具有测温范围宽、线性度好、响应快等优点，常被用于高精度测温系统中。铂电阻阻值与温度存在如下式（2）所示的关系：

；

其中，R_T为铂电阻阻值，t为温度，R₀为常数，系数A=0.00390802，B=-0.00000058。那么可以推出1欧姆的电阻测量误差会造成0.25摄氏度的测量误差。目前基于铂电阻的测量电路中，常常会用到模拟开关，其导通电阻和引线电阻对测量精度影响较大，现存的方法存在如下问题：（1）电路复杂，增加了测量的复杂性，不利于电路的稳定；（2）电路元件过多，增加了测量成本，降低了测量精度。

发明内容

本发明为了克服现有技术中存在的不足，所要解决的技术问题为：提供一种高精度多路铂电阻测温电路硬件结构的改进。

为了解决上述技术问题，本发明采用的技术方案为：一种高精度多路铂电阻测温电路，包括恒压源、铂电阻PT、标准电阻R9、第一零欧电阻R0和第二零欧电阻R10、模拟开关、模数转换器、单片机和放大电路和开关电路，所述恒压源用于向电路提供稳定的电压，将稳定电压输入给开关电路的正负极，所述开关电路的输入端连接单片机的IO端口，所述模拟开关的控制信号接入单片机的IO端口，将不同的待测铂电阻串联到电路中；

所述放大电路的输入端连接标准电阻R9的两端，所述放大电路的输出端连接模数转换器后接入单片机，所述铂电阻PT分出三根引线形成引线电阻r1、r2、r3，其中引线电阻r1的输出端依次串接铂电阻PT、引线电阻r2、标准电阻R9、模拟开关导通电阻Rm，其中模拟开关导通电阻Rm为模拟开关内部的导通电阻；

其中引线电阻r2的两端并接有串联的引线电阻r3和第一零欧电阻R0，模拟开关导通电阻Rm的两端并接有第二零欧电阻R10，引线电阻r1的输入端连接开关电路的一个输出电压，模拟开关导通电阻Rm的输出端连接开关电电路的另一个输出电压。

所述开关电路包括MOS管Q1 、Q2、Q3和Q4，其中MOS管Q1 的G极并接精密电阻R1温度一端、精密电阻R2的一端，精密电阻R2的另一端连接单片机的IO1口，精密电阻R1的另一端连接MOS管Q1的D极，MOS管Q1的D极连接恒压源的负极，MOS管Q1的S极输出电压U1连接引线电阻r1的输入端；

MOS管Q2的G极并接精密电阻R3温度一端、精密电阻R4的一端，精密电阻R3的另一端连接单片机的IO2口，精密电阻R4的另一端连接MOS管Q2的D极，MOS管Q2的S极连接恒压源的正极，MOS管Q2的D极输出电压U1连接引线电阻r1的输入端；

MOS管Q3 的G极并接精密电阻R5温度一端、精密电阻R6的一端，精密电阻R6的另一端连接单片机的IO3口，精密电阻R5的另一端连接MOS管Q3的D极，MOS管Q3的D极连接恒压源的负极，MOS管Q3的S极输出电压U2连接模拟开关导通电阻Rm的输出端；