[发明专利]一种宽范围高精度温度调理电路

说明书

本发明属于电子电路技术领域，公开了一种宽范围高精度温度调理电路，包括差分放大电路和隔离放大电路；其中差分放大电路分为差分放大模块和减法模块，PT100铂电阻温度传感器的温度信号通过差分放大模块滤除共模干扰后，由减法模块进行二级放大前的减法以扩大采集范围，再发送给隔离放大电路，隔离放大电路分为同相比例放大模块和隔离模块，同相比例放大模块对传来的信号进行二次方法后，由隔离模块进行隔离后发送给测试设备。本发明的特点是基于差分放大电路设计的温度调理电路，具有放大微弱信号、滤除杂波干扰、输入输出隔离、保护测试设备、抗干扰能力强等特点，对应环境温度范围可达‑60℃～300℃。

技术领域

本发明属于电子电路技术领域，涉及一种基于运算放大器的机翼防冰系统温度调理电路，具体涉及一种宽范围高精度温度调理电路。

背景技术

在航空领域中，PT100铂电阻温度传感器广泛使用的环境温度范围为-60℃～300℃，在1mA恒流源供电下，其输出电压范围为76mV～212mV，因其输出电压范围为毫伏级，且往往其使用环境的不同，输出的温度信号往往带有杂波，不利于测试设备对温度信号的采集，所以设计一种调理电路很有必要。

传统的调理电路是处理-20℃～80℃温度范围，上下幅度大概在100℃内，因此精度要求低，采用一级放大器就可以处理。然而这样的调理电路无法处理本申请所要处理的-60℃～300℃的温度范围，因此具体的解决方案。

发明内容

为了解决上述问题，本发明的提供了一种宽范围高精度温度调理电路，可以用于处理上下幅度超过300℃的较宽温度范围，可以适用于PT100铂电阻温度传感器的信号处理。

本发明的技术解决方案：

一种宽范围高精度温度调理电路，包括差分放大电路和隔离放大电路；其中差分放大电路分为差分放大模块和减法模块，PT100铂电阻温度传感器的温度信号通过差分放大模块滤除共模干扰后，由减法模块进行二级放大前的减法以扩大采集范围，再发送给隔离放大电路，隔离放大电路分为同相比例放大模块和隔离模块，同相比例放大模块对传来的信号进行二次方法后，由隔离模块进行隔离后发送给测试设备。

进一步的，差分放大模块包括运算放大器N1A、电阻R6、电阻R7、电阻R8和电阻R9，温度传感器输出的正极信号通过电阻R6连接运算放大器N1A的3号脚，温度传感器输出的负极信号通过电阻R7连接运算放大器N1A的2号脚，运算放大器N1A的1号脚通过电阻R8连接其2号脚；运算放大器N1A的3号脚还通过电阻R9接地；运算放大器N1A的4号脚和11号脚分别连接电源。

进一步的，电阻R6为10KΩ，电阻R7为10KΩ，电阻R8为51KΩ，电阻R9为51KΩ。这四个电阻进行匹配，得到第一级的放大倍数。

进一步的，差分放大模块的滤波结构包括电容C1、电容C2、电容C3和电容C4，温度传感器输出的正极信号在电阻R6前通过并联的电容C1和电容C2接地；温度传感器输出的负极信号在电阻R7前通过并联的电容C3和电容C4接地。

进一步的，电容C1为0.1μF，电容C2为47μF，电容C3为0.1μF，电容C4为47μF。根据PT100铂电阻温度传感器模拟电压值的幅值确定。

进一步的，减法模块包括电阻R10、电阻R11、电阻R12、电阻R13、电阻R14和运算放大器N1B；运算放大器N1A的1号脚通过电阻R10连接运算放大器N1B的5号脚；运算放大器N1B的5号脚还通过电阻R15接地；运算放大器N1B的6号脚通过串联的电阻R11和电阻R12接+5V基准电压源，运算放大器N1B的6号脚通过串联的电阻R11和电阻R13接地；运算放大器N1B的6号脚还通过电阻R14连接器7号脚；运算放大器N1B的4号脚和11号脚分别连接电源。

进一步的，电阻R10为43KΩ，电阻R11为43KΩ，电阻R12为47KΩ，电阻R13为3KΩ，电阻R14为43KΩ。该设计是为了第二级电压放大前的预处理，可以将电压减小，从而获得更大的调理范围。