[实用新型]一种基于线性光耦的温度测量电路

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种基于线性光耦的温度测量电路。

背景技术

铂电阻温度传感器PT100是一种广泛应用的测温元件，是利用其电阻值和温度成一定函数关系而制成的温度传感器，它能把非电量温度的变化转化为阻抗的变化进行测量，是一种绝对温度测量。该电路的输入为PT100的阻抗变化，输出电压信号。处理器根据阻抗与电压的函数关系，求出阻抗，再根据PT100中阻抗与温度的关系从而间接的计算出温度。该测温电路在-50℃-600℃范围内具有其他电路无可比拟的优势：高精度、稳定性好、抗干扰能力强。

传统的铂电阻温度传感器PT100的接线方式分为两线制和三线制两种方式。两线制传感器电阻变化值与连接导线电阻值共同构成传感器的输出值，由于导线电阻带来的附加误差使实际测量值偏高，用于测量精度要求不高的场合；三线制接法的优点是将PT100的两侧相等的导线长度分别加在两侧桥臂上，使得导线电阻得以消除。工业上一般都采用三线制接法。虽然三线制PT100在工业中测温领域应用广泛，仍有许多问题有待解决：参考基准电源精度不高，不够稳定，测量精度底，抗干扰能力差，模拟电路和数字电路的隔离问题等。特别是多路测量时，多路的测温电路电源共用，输入信号之间互相干扰，测量精度差。

实用新型内容

本实用新型的目的是研究设计一种新型的多路PT100测温电路，从而解决以往多路测温电路互相干扰，测量精度差的稳定。

为实现上述目的，本实用新型的方案是：一种基于线性光耦的温度测量电路，包括至少一路测温通道，每个测温通道包括一个测量电桥、一个基准电压发生电路、一个隔离电源电路、一个运算放大电路和一个线性光耦模块；每个测量电桥均包括构成该测量电桥一个桥臂电阻的一个测温电阻，测量电桥的电压输入端连接对应的基准电压发生电路，测量电桥的输出通过对应的运算放大电路连接对应的线性光耦模块，线性光耦模块的输出端为对应测温通道的输出端；所述各测温通道的隔离电源电路与对应通道的运算放大电路和线性光耦模块供电连接。

所述测量电桥的左上桥臂与右上桥臂的电阻相同，右下桥臂的电阻为基准电阻，左下桥臂为所述侧温电阻。

所述测温电阻为铂电阻温度传感器PT100。

所述线性光耦模块为HCNR201线性光耦。

本实用新型采用了三线桥式测温电路，该电路靠近PT100，PT100通过等长导线接入桥臂，使得导线电阻得以消除，基准电压产生电路为电桥提供高精度电压源，当PT100的阻抗发生变化时，电桥平衡被打破，输出毫伏级电压，通过一个负反馈比例运算电路，调整相应的阻值，将毫伏级电压转换为期望值，该电压通过线性隔离后输出给处理器进行运算处理。电路隔离部分分为电源之间的隔离和输入与输出之间的隔离。每个测温通道都需要自己独立的隔离电源，隔离电源分别为电路的输入和输出部分提供电源；线性光耦不仅能使输入和输出部分隔离，更能精确地传送模拟信号。该实用新型测温电路简化了温度采集系统的设计，电源隔离以及线性光隔的应用消除了各个采集通道及各通道输入与输出之间的相互干扰，提高了系统的可靠性与稳定性。该实用型设计能广泛应用在工业测温领域，使用非常方便。

附图说明

图1 为一个测温通道的原理框图；

图2 为单通道测温原理图；

图3是本实用新型的电路框图。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型做进一步详细的说明。

如图3所示为本实用新型的多路测温电路，包括至少一路测温通道，每个测温通道包括一个测量电桥、一个基准电压发生电路、一个隔离电源电路、一个运算放大电路和一个线性光耦模块。

单通道电路如图1、图2所示，各部分具体结构如下：