超低功耗高精度标准数字温度计稳定电路及误差校正方法技术

本发明专利技术提供一种超低功耗高精度标准数字温度计稳定电路及误差校正方法，所述稳定电路包括高稳定度恒流源模块，该高稳定度恒流源模块通过一模拟开关IC103连接有传感器，所述传感器又连接有一输入模块，所述输入模块直接或通过一双运放差分前置放大模块连接至一模数转换器IC5，该模数转换器IC5还连接至一单片机IC7，所述稳定电路能够在电路受干扰或电流变化时维护电路稳定，这对提高数字温度计精度帮助很大；所述校正方法通过对传感器的固有误差进行校正，充分挖掘传感器潜在精度，并对环境温度进行补偿，使数字温度计的精度得到了很大的提高，即使匹配工业铂电阻，也能实现标准级的精度，应用场合也更加宽广。

【技术实现步骤摘要】
【专利摘要】本专利技术提供一种，所述稳定电路包括高稳定度恒流源模块，该高稳定度恒流源模块通过一模拟开关IC103连接有传感器，所述传感器又连接有一输入模块，所述输入模块直接或通过一双运放差分前置放大模块连接至一模数转换器IC5，该模数转换器IC5还连接至一单片机IC7，所述稳定电路能够在电路受干扰或电流变化时维护电路稳定，这对提高数字温度计精度帮助很大；所述校正方法通过对传感器的固有误差进行校正，充分挖掘传感器潜在精度，并对环境温度进行补偿，使数字温度计的精度得到了很大的提高，即使匹配工业铂电阻，也能实现标准级的精度，应用场合也更加宽广。【专利说明】
本专利技术涉及一种。
技术介绍
当前用作中温范围（-60?+300) °C的标准温度计主要有2种形式： (1)采用标准玻璃水银温度计，但是标准玻璃水银温度计由于其精度低、示值影响 因素多、使用不方便、易粹、有毒等缺点，特别是2013年10月9日?12日，我国参加并签署 了《关于汞的水俣公约》，根据该公约全世界所有成员国到2020年将全面禁止包括水银温 度计等含汞产品的生产和销售，因此，标准水银温度计必将面临淘汰并退出温度量传系统。 (2)采用高精度温度测量仪表（表头）匹配标准钼电阻传感器组成标准数字温度 计，这种标准数字温度计虽然克服了标准玻璃水银温度计的很多缺点，但其自身也存在以 下缺点：a、采用交流电时，不仅不方便，且电磁干扰更容易对示值造成影响；b、环境温度要 求较高，一般的中温实验室环境常常达不到要求，现场和户外的使用就更加困难了；c、误差 指标只局限于匹配标准钼电阻，当匹配工业钼电阻时，其整机误差就完全被传感器的误差 所决定，高精度的表头便失去了作用；d、有些是单通道，不能测量恒温槽温场，附加用途小； e、由于标准钼电阻外形尺寸较大（相比精密工业钼电阻），使其不能用在较小空间的温度 测量。 针对现有标准数字温度计存在的缺点，本专利技术人曾发表了一篇"提高智能仪表整 机准确度的一种软件校正方法"的论文，主要讲述了如何利用软件来对传感器的固有误差 进行校正，但是经过更深入的研究后，本专利技术人发现环境温度、电路干扰、电流变化等对仪 表精度的影响也很大，因此提出了本专利技术方案，进一步把匹配工业钼电阻的数字温度计整 机准确度提高到标准级的精度。
技术实现思路
本专利技术要解决的技术问题，在于提供一种超低功耗高精度标准数字温度计稳定电 路及误差校正方法，通过使用稳定电路及对传感器潜在精度进行挖掘，使数字温度计即使 匹配工业钼电阻也能达到标准级的精度，且功耗超低，并增加了数字温度计的应用场合，在 (5?50) °C范围的环境温度下使用时，测量精度将不受环境温度影响，并可以用于恒温槽 温场、微小温差测量等场合。 本专利技术要解决的技术之一是这样实现的：超低功耗高精度标准数字温度计稳定电 路，所述稳定电路包括：高稳定度恒流源模块、模拟开关IC103、传感器、输入模块、双运放 差分前置放大模块、模数转换器IC5及单片机IC7 ; 所述高稳定度恒流源模块包括低温漂基准电压IC101、低功耗零温漂放大器 IC102、电阻R19及电阻R25,所述低温漂基准电压IC101的输入端连接至所述低功耗零温 漂放大器IC102的正电源端，该低功耗零温漂放大器IC102的正电源端又分别连接至所述 电阻R25和所述模拟开关IC103的引脚2、引脚14,所述电阻R25的另一端还连接一稳定电 源，所述低温漂基准电压IC101的公共端连接至所述低功耗零温漂放大器IC102的负电源 端，所述低温漂基准电压IC101的输出端依次通过电阻R101、电阻R103连接至所述低功耗 零温漂放大器IC102的同相输入端；所述低功耗零温漂放大器IC102的反相输入端依次通 过电阻R104、电阻R106连接至所述模拟开关IC103的引脚9和所述电阻R19,该电阻R19 又通过电阻R125连接至所述模数转换器IC5的引脚9,所述低功耗零温漂放大器IC102的 输出端通过电阻R126连接至所述模拟开关IC103的引脚8 ; 所述传感器包括第一通道传感器PTD1及第二通道传感器PTD2 ;所述第一通道传 感器PTD1的两端分别与所述模拟开关IC103的引脚4和引脚13连接，所述第二通道传感 器PTD2的两端分别与所述模拟开关IC103的引脚5和引脚12连接，且所述第一通道传感 器PTD1及第二通道传感器PTD2均与所述电阻R19串联构成比例测量电路，该第一通道传 感器PTD1与第二通道传感器PTD2还连接所述输入模块；所述模拟开关IC103的引脚1及 引脚16还连接至所述单片机IC7 ; 所述输入模块直接或通过所述双运放差分前置放大模块连接至所述模数转换器 IC5 ;所述模数转换器IC5的引脚24至引脚27连接至所述单片机IC7。 进一步的，所述高稳定度恒流源模块还包括电容C101、电容C103、电容C104、电阻 R102、电容C105、电容C106、电阻R105、电容C107、电容C16、电容C17、电容C18及电容C19， 所述低温漂基准电压IC101的输出端与公共端之间并联有所述电容C104,且该低温漂基 准电压IC101的输出端还直接连接至所述模拟开关IC103的引脚10 ;所述电阻R102、电容 C105、电容C106的一端分别连接在所述电阻R101与所述电阻R103之间，另一端均连接所 述低温漂基准电压IC101的公共端且接地；所述电阻R105、电容C107的一端分别连接在所 述电阻R104与所述电阻R106之间，另一端均接地；所述电阻R19、电容C16及电容C17并 联且一端均接地；所述电容C101的一端连接在所述低温漂基准电压IC101的输入端与所述 低功耗零温漂放大器IC102的正电源端之间，另一端接地；所述电容C103的一端连接所述 低功耗零温漂放大器IC102的正电源端，另一端接地；所述电容C18、电容C19的一端分别 与所述电阻R25连接，另一端均接地。 进一步的，所述模拟开关IC103的引脚2与引脚14还通过一电容C108接地；所述 模拟开关IC103的引脚6通过电阻R107连接至引脚11，且该模拟开关IC103的引脚3与引 脚15相连并接地。 进一步的，所述输入模块包括第一通道输入单元及第二通道输入单元；所述第一 通道输入单元包括电容C9、电阻R4、电阻R3及电容C109,所述电容C9的一端连接在所述 模拟开关IC103的引脚4与所述第一通道传感器PTD1之间，另一端接地；所述电阻R4、电 容C109及电阻R3依次相连并连接在所述第一通道传感器PTD1两端，且所述电阻R4与所 述电容C109之间还连接至所述模数转换器IC5的引脚15,所述电阻R3与所述电容C109之 间还连接至所述模数转换器IC5的引脚16 ;所述第二通道输入单元包括电容C4、电阻R14、 电阻R7及电容C112,所述电容C4的一端连接在所述模拟开关IC103的引脚5与所述第二 通道传感器PTD2之间，另一端接地；所述电阻R14、电容C112及电阻R7依次相连并连接在 所述第二通道传感器PTD2两端，且所述电阻R14与所述电容C112之间还连接至所本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种超低功耗高精度标准数字温度计稳定电路，其特征在于：所述稳定电路包括：高稳定度恒流源模块、模拟开关IC103、传感器、输入模块、双运放差分前置放大模块、模数转换器IC5及单片机IC7；所述高稳定度恒流源模块包括低温漂基准电压IC101、低功耗零温漂放大器IC102、电阻R19及电阻R25，所述低温漂基准电压IC101的输入端连接至所述低功耗零温漂放大器IC102的正电源端，该低功耗零温漂放大器IC102的正电源端又分别连接至所述电阻R25和所述模拟开关IC103的引脚2、引脚14，所述电阻R25的另一端还连接至一稳定电源，所述低温漂基准电压IC101的公共端连接至所述低功耗零温漂放大器IC102的负电源端，所述低温漂基准电压IC101的输出端依次通过电阻R101、电阻R103连接至所述低功耗零温漂放大器IC102的同相输入端；所述低功耗零温漂放大器IC102的反相输入端依次通过电阻R104、电阻R106连接至所述模拟开关IC103的引脚9和所述电阻R19，该电阻R19又通过电阻R125连接至所述模数转换器IC5的引脚9，所述低功耗零温漂放大器IC102的输出端通过电阻R126连接至所述模拟开关IC103的引脚8；所述传感器包括第一通道传感器PTD1及第二通道传感器PTD2；所述第一通道传感器PTD1的两端分别与所述模拟开关IC103的引脚4和引脚13连接，所述第二通道传感器PTD2的两端分别与所述模拟开关IC103的引脚5和引脚12连接，且所述第一通道传感器PTD1及第二通道传感器PTD2均与所述电阻R19串联构成比例测量电路，该第一通道传感器PTD1与第二通道传感器PTD2还连接所述输入模块；所述模拟开关IC103的引脚1及引脚16还连接至所述单片机IC7；所述输入模块直接或通过所述双运放差分前置放大模块连接至所述模数转换器IC5；所述模数转换器IC5的引脚24至引脚27连接至所述单片机IC7。...

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：王在旗，蒋淑恋，郑鹏，王东，陈炯宇，
申请(专利权)人：厦门市计量检定测试院，
类型：发明
国别省市：福建;35