[发明专利]电压线性化电路

说明书

本发明涉及电压线性化电路特别是热电偶及热电阻测温度的电路，通过它使输出电压与温度呈线性关系。

巳知的热电偶线性化电路有：

1、非线性阻抗式，利用与电阻串接的稳压管使电阻成为非线性，多个非线性电阻构成非线性总电阻，非线性的输入信号通过非线性总电阻产生线性输出信号。这种电路由于稳压管电压不很准确及多路参数的互相影响，需要有很麻烦的调整工作。

2、双通道式，将输入信号引入两个通道，一个通道产生线性函数，另一个通道产生平方函数，再将其按一定比例叠加成为一个合适的非线性函数进行线性化。由于热电偶的分度值规律性很差，精确度不高。

3、数字存储器式，用数字存储器实现的线性化电路精度较高，但代价也是属于较高的。

本发明的目的是提供一种低成本、高精度、没有调整麻烦的电压线性化电路。

本发明的方案是用许多个线性函数发生器将输入电压转变为许多个与输入电压有线性关系的电压，经过极值选择器选出最大值或最小值组成输出电压的各线段。输出电压的每一段由依次处于最大电压或最小电压的某一个线性函数发生器提供。线段数越多，输出电压的线性误差也越小。

附图：

图1、电压线性化电路的输入电压及输出电压

图2、以输入电压为自变量的输出电压曲线。

图3、以输入电压为自变量的线性函数发生器的输出电压。

图4、以温度为自变量的线性函数发生器的输出电压。

图5、电压线性电路原理线路图。

图6、斜率曲线有一个顶点的输入电压。

图7、有两个极值选择器的电压线性化电路方框图。

图8、图7中的输出电压及线性函数发生器的输出电压。

图9、最大值选择器的原理线路图。

图10、运算放大器构成的线性函数发生器。

图11、在反馈电路中的电压线性化电路。

图12、有并联电阻的电压线性化电路。

图13、图12中的电流。

图14、作为反馈电路的有并联电阻的电压线性化电路。

图15、图14中的电流。

最佳实施例的详细说明：

1、以某种热电偶为例，自变量为温度T，因变量为电压U₁，电压U₁对于温度T为斜率逐渐增大的非线性，希望的输出电压U₂对温度T为线性，见图1。当电压U₁为自变量、输出电压U₂为因变量时，电压U₂为斜率逐渐减小的曲线，见图2。将图2中的输出电压U₂分为若干段，例如4段，则每段可视为一段直线，它们分属于电压U₁的线性函数u₁、u₂、u₃、u₄中的一段。在u₁～u₄中取出最小值，就得到构成输出电压U₂的4段直线，见图3。在自变量为温度T的座标上u₁～u₀并不是直线，而是4条其斜率逐渐增大的曲线，取出其最小值所构成的输出电压U₂是近似的直线，见图4。

产生线性函数u₁～u₄的线性函数发生器10、20、30、40各由3个星状连接的电阻构成，见图5。以线性函数发生器10为例，电阻11的第一端接公共端，电阻12的第一端接输入端子1，接受输入电压U₁，电阻13的第一端接端子2，接受偏移电压U₃，电阻11、12、13的第二端接输出端14，输出端14向最小值选择器50提供电压u₁。改变3个电阻11、12、13的阻值大小，可以改变输出电压u₁直线的斜率和纵截距，偏移电压U₃的极性决定纵截距为正值或负值。如果u₁是通过零点的直线，则电阻13的阻值将成为无穷大。其余的线性函数发生器的输出电压由各自包含的3个电阻的阻值决定。