[发明专利]温度测量装置和可编程片上系统芯片

说明书

技术领域

本发明涉及工业控制领域，尤其涉及一种温度测量装置和可编程片上系统芯片。

背景技术

目前，在工业控制系统的可编程逻辑控制器(PLC，Programmable Logic Controller)中，温度测量装置的输入都是单通道输入，由于不同类型的温度传感器的温度测量原理不同，因而这种方式限制了温度测量装置只能兼容一种类型的外接传感器，例如只能兼容热电阻型温度传感器，或只能兼容热电偶型温度传感器；而且，即使是针对同一种温度测量原理下的不同型号的热电阻型温度传感器，如PT100型热电阻传感器和PT1000型热电阻传感器，现有的温度测量装置也只能兼容其中一个。如果想要兼容多种类型的温度传感器，则只能通过手动设置的方式(如键盘、拨码开关和触摸屏等)来实现，十分不便。

发明内容

本发明实施例提供了一种温度测量装置，包括：

模拟开关，用于开启或关闭所述温度测量装置提供的偏置电压；

多路模拟开关，用于转换或关闭所述温度测量装置提供的激励电流值；

多路差分模拟开关，用于提供单通道复用输入；

微控制单元MCU，用于控制所述模拟开关的开启或关闭，控制所述多路模拟开关以转换或关闭所述温度测量装置提供的激励电流值，以及控制所述多路差分模拟开关；

所述输入通道，用于连接外接温度传感器；

信号处理电路，用于对所述多路差分模拟开关输出的模拟信号进行处理；和

差分输入模数转换器，用于对所述信号处理电路输出的模拟信号进行模数转换，并将转换后的数字信号提供给所述微控制单元进行处理。

上述温度测量装置，还可包括：

参考电阻，所述参考电阻的第一端连接所述输入通道的输入端子X3，第二端接地，同时连接所述多路差分模拟开关的通道5，所述参考电阻与所述输入通道构成串联关系，用于当所述外接温度传感器是热电阻型温度传感器时，根据下述公式计算所述热电阻型温度传感器的电阻值：

其中，R_RTD代表所述热电阻型温度传感器的电阻值，V_RTD代表所述热电阻型温度传感器的端电压，V_REF代表所述参考电阻的端电压，R_ref代表所述参考电阻的电阻值。

本发明实施例提供了一种温度测量装置，包括：

可编程片上系统芯片，用于实现所述温度测量装置的主要的温度测量电路，测量连接在所述芯片上的外接温度传感器所处环境的温度；以及

热电偶冷端补偿电路，用于在所述外接温度传感器是热电偶型温度传感器时，为该热电偶型温度传感器提供冷端补偿。

上述温度测量装置，还可包括：

参考电阻，所述参考电阻的第一端连接所述可编程片上系统芯片的输入通道的输入端子X3，第二端接地，同时连接第二模拟复用器的通道5，所述参考电阻与输入通道构成串联关系，用于当所述外接温度传感器是热电阻型温度传感器时，根据下述公式计算所述热电阻型温度传感器的电阻值：

其中，R_RTD代表所述热电阻型温度传感器的电阻值，V_RTD代表所述热电阻型温度传感器的端电压，V_REF代表所述参考电阻的端电压，R_ref代表所述参考电阻的电阻值。

本发明实施例提供了一种可编程片上系统芯片，包括：

运算放大器，用于开启或关闭温度测量装置提供的偏置电压；

第一模拟复用器，用于转换或关闭所述温度测量装置提供的激励电流值；

第二模拟复用器，用于提供单通道复用输入；

可编程电流型数模转换器，用于为该温度测量装置提供激励电流；

输入缓冲器，用于对所述第二模拟复用器输出的模拟信号进行处理；

模数转换器ADC，用于对所述输入缓冲器输出的模拟信号进行模数转换；

串行外设接口SPI，用于与所述可编程片上系统芯片的外部进行通信；以及

输入通道，用于连接外接温度传感器。

由此可见，本发明实施例提供的温度测量装置，支持多种类型的温度传感器在单通道的复用输入，从而可以实现对多种类型的温度传感器的兼容，并且能够自动识别外接温度传感器的类型以及外接传感器的连接状态。另外，通过增加高精度外部参考电阻，有效地降低了该温度测量装置对恒流电路中模拟器件性能的要求，提高了温度测量装置的测量精度。

附图说明