[发明专利]最大化电阻感测的分辨率

说明书

一种用于利用可变电流源最大化电阻传感器的分辨率的方法。

技术领域

本申请一般地涉及在建筑自动化或工业控制应用中感测大范围的基于电阻的传感器值。

背景技术

许多建筑自动化或工业过程需要针对受控过程内的多种过程变量值感测信号。通常被感测的信号由感测设备转换成电压、电流、电阻或其他接口信号值并且信号值通常与被感测的值（线性地、非线性地或另外地）成比例。

尽管存在用于电压（诸如0-1V、0-2V、0-5V、0-10V、2-10V）和用于电流（0-1mA、0-2mA、0-10mA、0-20mA、4-20mA）的许多标准值，但电阻值在一系列值上变化。诸如热敏电阻器的温度传感器例如可以是100 Ohm、1000 Ohm、2000 Ohm、10000 Ohm以及甚至100000 Ohm。通常在参考温度处的参考电阻处指定温度传感器，并且温度传感器然后以与电阻相关联的等式形式提供改变温度的影响。100000 ohm热敏电阻器取决于传感器温度从33000到超过2200000 ohm变动。附加地，许多位置传感器基本上是电位计（“pot”或可变电阻），其中被感测的运动改变电位计电阻。这些传感器通常是0-100 Ohm、0-1000 Ohm、0-2000 Ohm、0-10000 Ohm、0-100000 Ohm或0-1000000 Ohm，但实质上可以是任何其他开始/结束值。某些传感器是非线性的，意味着在传感器的低和高端处的被感测的值的固定改变不导致电阻值的相等改变。设计解决方案可以针对每个类型的传感器范围使用不同的输入电路，但可以扩展电路以允许多个输入类型。硬件、软件和或人工控制的开关可以被用来选择/取消选择各种部件或参考值。

当电路设计使用允许更大范围的这些电阻类型的技术时，结果通常是在针对任何/大部分/所有单独的范围的被感测的值的分辨率中的损失。即，用于感测0-1000和0-2000 ohm值的单个电路可以使用相对于（verse）用于0-2000 ohm传感器的全范围的模数转换器的全标度范围的仅一半。

鉴于前述内容，存在针对用于在宽的电阻范围上确定电阻值而没有感测值分辨率的损失的系统、设备和方法的持续的需要。

发明内容

鉴于上文，提供了一种用于最大化电阻感测传感器的分辨率的系统。在可变电阻器中改变电阻值并且将穿过该电阻的电流转换成电压。电压经由模数（A/D）转换器转换成数字值，所述数字值被控制器处理。控制器还向数模（D/A）转换器提供反馈，所述数模（D/A）转换器能够调整可变电流源以便提供最佳准确性和增加的分辨率，其中可以从存储在存储器中的数据结构访问反馈。

在对以下图和详细描述检验时，本发明的其他设备、装置、系统、方法、特征和优势对本领域技术人员而言将是清楚的或将变得清楚。意图使所有这样的附加系统、方法、特征和优势被包括在该描述内、在本发明的范围内并且得到所附权利要求书保护。

附图说明

图中的部件不一定按比例，代之以施加强调于图示本发明的原理。在图中，相同的参考数字指定贯穿不同的视图的相应的部分。

图1图示了根据示例实现的用于最大化基于电阻的传感器值的范围的处理器控制的（processor-controlled）可变电流方法的框图；

图2图示了图1的A/D转换器的标度范围和相对电阻值的图；

图3图示了图1的A/D转换器的范围；

图4a图示了根据示例实现的具有滑环（traveler）的图1的可变电阻器的框图；

图4b图示了可变电阻设备的示例；

图5图示了图1的示例可变电流源的电路图；

图6图示了根据本发明的示例实现的用于最大化电阻感测的分辨率的方法的流程图；