[实用新型]一种适用于热电阻采集的通道过压保护电路

说明书

本实用新型公开了一种适用于热电阻采集的通道过压保护电路，包括热电阻激励恒流源、ADC电路、过压保护电路，过压保护电路串接在热电阻(RTD)和ADC电路、热电阻激励恒流源之间，热电阻激励恒流源通过接线端子为热电阻(RTD)提供激励电流，热电阻激励恒流源的一端与过压保护电路连接，其中两组过压保护电路的一端与改进恒流源电路连接，另外两组过压保护电路的一端均与ADC电路连接，其中还有一组压保护电路接地。本实用新型使得热电阻通道具备过压保护能力，当通道误接24V电压时，通道不被损坏，减少了现场使用、调试接线的损坏概率，提高了产品的容错性，适合推广应用到产品中。

技术领域

本实用新型涉及工业控制技术领域，具体来说，涉及一种适用于热电阻采集的通道过压保护电路。

背景技术

DCS(Distributed Control System，分布式控制系统)、PLC(Programmable LogicController，可编程逻辑控制器)等控制系统在工业现场实际使用的过程中，由于工业现场环境较恶劣，接线工作量较大，难免会有接线错误，特别是对于模拟量输入通道，需注意过压保护，因为在模拟量通常中，通常的工作电压是5V或3.3V，而DCS、PLC的DC电源通常为24V，测试或者在现场调试的时候，调试者很容易将24V电源接到DCS、PLC的模拟量输入I/O通道，如果没有保护的话，模拟量通道会出现损坏，影响现场使用。

热电阻信号就属于模拟量输入信号，是DCS、PLC温度信号的常用测量方式，热电阻不能直接读取，通常主流的方式是通过使用恒流源激励热电阻产生电压，通过采集热电阻电压来计算测得的电阻，然后通过电阻值查询实际测得的温度。

目前采集热电阻这种小信号高精度ADC的多为5V或3.3V的器件，其管脚耐压通常为5.5V，如果不加防护的情况下，24V电源直接施加在通道上，芯片就会烧毁，而恒流源激励使用的运放通常为高精度的低压运放，其管脚耐压通常为7.3V，如果不加防护的情况下，24V电源直接施加在通道上，芯片就会烧毁，因此在热电阻采集通道进行不低于24V的过压防护对于现场使用防误接保护变得尤为重要。

实用新型内容

针对相关技术中的问题，本实用新型提出一种适用于热电阻采集的通道过压保护电路，以克服现有相关技术所存在的上述技术问题。

为此，本实用新型采用的具体技术方案如下：

一种适用于热电阻采集的通道过压保护电路，可用于DCS、PLC热电阻采集模块，包括热电阻激励恒流源、ADC电路、过压保护电路，过压保护电路串接在热电阻(RTD)和ADC电路、热电阻激励恒流源之间，热电阻激励恒流源通过接线端子为热电阻(RTD)提供激励电流，热电阻激励恒流源的两端均连接有若干端子，端子远离热电阻激励恒流源的一端均与过压保护电路连接，其中两组过压保护电路的一端与改进恒流源电路连接，另外两组过压保护电路的一端均与ADC电路连接，其中还有一组压保护电路接地。

进一步的，热电阻激励恒流源用于产生将热电阻的电阻信号转换为电压信号的恒流源；过压保护电路用于为改进恒流源电路输出和ADC电路的输入提供过压防护；改进恒流源电路用于原恒流源电路在串入过压保护电路后，为保证恒流源能正常激励热电阻而做出的参数调整；ADC电路用于将信号调理电路输出的电压信号转换为数字量信号。

进一步的，热电阻激励恒流源包括电阻R1、电阻R2、电阻R3、电阻R4、电阻R5、运算放大器U1及运算放大器U2；其中，运算放大器U1的反向输入端分别与电阻R1的一端及电阻R2的一端连接，电阻R1的另一端接地，电阻R2的另一端分别与运算放大器U1的输出端及电阻R5的一端连接；运算放大器U1的正向输入端分别与电阻R3的一端及电阻R4的一端连接，电阻R4的另一端分别与运算放大器U2的输出端及运算放大器U2的反向输入端连接；运算放大器U2的正向输入端分别与电阻R5的另一端及热电阻的一端连接，热电阻的另一端接地。