基于复合型传感器的变压器测温电路制造技术

本实用新型专利技术公开基于复合型传感器的变压器测温电路，其包括复合型传感器、微控制器，所述复合型传感器由PT100电阻和NTC电阻制成，PT100电阻依次通过第一电桥采样电路、运算放大器、第一滤波电路和第一AD转换电路连接微控制器；NTC电阻依次通过第二采样电路、第二滤波电路和第二AD转换电路连接微控制器；微控制器用于处理PT100电阻和NTC电阻的采集信号并输出温度显示。本实用新型专利技术以PT100和NTC电阻制成复合型传感器负责温度采样，利用复合传感器的各种物理特性，以实现测温的高可靠性。

Transformer temperature measurement circuit based on composite sensor

The utility model discloses a transformer temperature measuring circuit based on a composite sensor, which includes a composite sensor and a micro controller. The composite sensor is made of a PT100 resistor and a NTC resistor. The PT100 resistor is in turn through the first electric bridge sampling circuit, an operational amplifier, a first filter circuit and a first AD conversion circuit to connect the micro control. The NTC resistor is connected to the micro controller by second sampling circuit, second filter circuit and second AD conversion circuit in turn; the micro controller is used to process the acquisition signal of the PT100 resistance and the NTC resistor and output the temperature display. The utility model uses PT100 and NTC resistors to make a composite sensor for temperature sampling, and uses various physical characteristics of the composite sensor to achieve high reliability of temperature measurement.

【技术实现步骤摘要】
基于复合型传感器的变压器测温电路
本技术涉及测量设备领域，尤其涉及基于复合型传感器的变压器测温电路。
技术介绍
现有的变压器测温电路有1)PT100测温：采用PT100作为测温传感器，温度变化时PT100产生正温度系数阻值变化，电阻信号经运放MCP604等运放器件，放大滤波等最终输入MCU。2）NTC热敏电阻测温：该传感器的陶瓷(金属氧化尖晶石)，温度变化时会产生负温度系数阻值变化，信号经过阻值分压、滤波简单电路输入MCU。3）光纤测温：不同的温度变化，转化为光信号，经专门的解调器转化为电信号。最终转化为光信号。4）采用红外测温：对变压器绕组的红外光线进行检测，经专用芯片解调为电信号。1、PT100作为独立测温传感器存在的问题：1）PT100本身的阻值较小，导线电阻是测量的敏感量。2）PT100结构通常为绕线式和基片式，由于铂是贵金属，所以通常传感器与电缆连接处都很细，抗震能力有限。2、NTC电阻作为独立测温传感器存在的问题：1）NTC线性度差，有些温度点分辨率低。2）NTC传感器测量精度，普遍比PT100低。3、光纤测温存在的问题：1）行业发展还不够成熟，购价昂贵。2)使用不同厂家光纤，都需捆绑购买各自厂家的解调器，替换性差。4、红外测温存在的问题：1）采用的光学仪器，对安装工艺要求高。2）变压器在运行过程中会振动，对红外的光斑、视距有影响，导致精度偏差。3）在长期运行中，现场的灰尘影响测量，难于维护。
技术实现思路
本技术的目的在于克服现有技术的不足，提供基于复合型传感器的变压器测温电路。本技术采用的技术方案是：基于复合型传感器的变压器测温电路，其包括复合型传感器、微控制器，所述复合型传感器由PT100电阻和NTC电阻制成，PT100电阻依次通过第一电桥采样电路、运算放大器、第一滤波电路和第一AD转换电路连接微控制器；PT100电阻和第一电桥采样电路采样生成PT100模拟信号，运算放大器用于PT100模拟信号的放大，第一滤波电路用于放大后的PT100模拟信号的滤波处理，第一AD转换电路用于将PT100模拟信号转换成PT100数字信号；NTC电阻依次通过第二采样电路、第二滤波电路和第二AD转换电路连接微控制器；NTC电阻和第二采样电路采样生成NTC模拟信号，第二滤波电路用于NTC模拟信号的滤波处理，第二AD转换电路用于将NTC模拟信号转换成NTC数字信号；微控制器用于处理PT100电阻和NTC电阻的采集信号并输出温度显示。进一步地，第一滤波电路和第二滤波电路均选用RC一级或二级电压滤波电路。进一步地，第一电桥采样电路包括电阻AR1、电阻AR2和电阻AR3，第一滤波电路包括电阻AR4和电容AC2,PT100电阻的一端连接运算放大器的第一输入端，电源通过电阻AR1连接运算放大器的第一输入端，PT100电阻的另一端通过电阻AR3连接运算放大器的第二输入端，电源通过电阻AR2连接运算放大器的第二输入端，PT100电阻的另一端接地线，运算放大器的电源端连接电源，运算放大器的接地端接地线，运算放大器的输出端连接电阻AR4的一端，电阻AR4的另一端分别连接电容AC2的一端和第一AD转换电路的第一输入端，电容AC2的一端分别连接地线和第一AD转换电路的第二输入端，第一AD转换电路的输出端连接微控制器，第二采样电路包括电阻AR5，第二滤波电路包括电阻AR6和电容AC3,NTC电阻的一端连接电阻AR6的一端，电源通过电阻AR5连接电阻AR6的一端，NTC电阻的另一端接地线，电阻AR6的另一端分别连接电容AC3的一端和第二AD转换电路的第一输入端，电容AC2的一端分别连接地线和第二AD转换电路的第二输入端，第二AD转换电路的输出端连接微控制器。进一步地，所述电阻AR1的取值范围为4.3K~12K，电阻AR2的取值范围为4.3K~12K，电阻AR3的取值范围小于100Ω，电阻AR4的取值范围为10K~22K，电阻AR5的取值范围为30K~100K，电阻AR6的取值范围为10K~22K，所述电容AC3的取值范围为101~105，电容AC2的取值范围为101~105。进一步地，所述微控制器为单片机。本技术采用以上技术方案，以PT100和NTC电阻制成复合型传感器负责温度采样，以PT100为主测温单元，NTC为辅助测温单元。第一电桥采样电路与PT100电阻采样生成PT100模拟信号，PT100模拟信号经过运算放大器放大采样的PT100模拟信号，放大后的PT100模拟信号由第一滤波电路进行滤波处理以满足抗扰性的要求，由第一AD转换电路将滤波处理后的PT100的模拟信号变化为PT100的数字信号，并输出至微控制器。第二采样电路与NTC电阻采样生成NTC模拟信号，NTC模拟信号由第二滤波电路进行滤波处理以满足抗扰性的要求，由第二AD转换电路将滤波处理后的NTC模拟信号变化为NTC的数字信号，并输出至微控制器。微控制器对采集信号进行特性互补、线电阻校准等处理工作后输出温度显示。本技术具有如下优点：1）NTC为负温度特性曲线，PT100为正温度特性，特性互补。2）NTC阻值为K级，导线电阻对NTC几乎没有影响，可用于校准PT100的线电阻。3）PT100出现故障时，可用NTC温度切换继续保护变压器，极大提高传感器可靠性。4）复合传感器相比PT100电路改动成本小，只要增加简单的电路，即可实现。本技术以PT100和NTC电阻制成复合型传感器负责温度采样，利用复合传感器的各种物理特性，以实现测温的高可靠性。附图说明以下结合附图和具体实施方式对本技术做进一步详细说明；图1为本技术基于复合型传感器的变压器测温电路示意图。具体实施方式如图1所示，本技术公开了基于复合型传感器的变压器测温电路，其包括复合型传感器、微控制器，所述复合型传感器由PT100电阻和NTC电阻制成，PT100电阻依次通过第一电桥采样电路、运算放大器、第一滤波电路和第一AD转换电路连接微控制器；PT100电阻和第一电桥采样电路采样生成PT100模拟信号，运算放大器用于PT100模拟信号的放大，第一滤波电路用于放大后的PT100模拟信号的滤波处理，第一AD转换电路用于将PT100模拟信号转换成PT100数字信号；NTC电阻依次通过第二采样电路、第二滤波电路和第二AD转换电路连接微控制器；NTC电阻和第二采样电路采样生成NTC模拟信号，第二滤波电路用于NTC模拟信号的滤波处理，第二AD转换电路用于将NTC模拟信号转换成NTC数字信号；微控制器用于处理PT100电阻和NTC电阻的采集信号并输出温度显示。进一步地，第一滤波电路和第二滤波电路均选用RC一级或二级电压滤波电路。进一步地，第一电桥采样电路包括电阻AR1、电阻AR2和电阻AR3，第一滤波电路包括电阻AR4和电容AC2,PT100电阻的一端连接运算放大器的第一输入端，电源通过电阻AR1连接运算放大器的第一输入端，PT100电阻的另一端通过电阻AR3连接运算放大器的第二输入端，电源通过电阻AR2连接运算放大器的第二输入端，PT100电阻的另一端接地线，运算放大器的电源端连接电源，运算放大器的接地端接地线，运算放大器的输出端连接电阻AR4的一端，电阻AR4的另一端分别连接电容AC2的一端和本文档来自技高网...

【技术保护点】
基于复合型传感器的变压器测温电路，其特征在于：其包括复合型传感器、微控制器，所述复合型传感器由PT100电阻和NTC电阻制成，PT100电阻依次通过第一电桥采样电路、运算放大器、第一滤波电路和第一AD转换电路连接微控制器；PT100电阻和第一电桥采样电路采样生成PT100模拟信号，运算放大器用于PT100模拟信号的放大，第一滤波电路用于放大后的PT100模拟信号的滤波处理，第一AD转换电路用于将PT100模拟信号转换成PT100数字信号；NTC电阻依次通过第二采样电路、第二滤波电路和第二AD转换电路连接微控制器；NTC电阻和第二采样电路采样生成NTC模拟信号，第二滤波电路用于NTC模拟信号的滤波处理，第二AD转换电路用于将NTC模拟信号转换成NTC数字信号；微控制器用于处理PT100电阻和NTC电阻的采集信号并输出温度显示。

【技术特征摘要】
1.基于复合型传感器的变压器测温电路，其特征在于：其包括复合型传感器、微控制器，所述复合型传感器由PT100电阻和NTC电阻制成，PT100电阻依次通过第一电桥采样电路、运算放大器、第一滤波电路和第一AD转换电路连接微控制器；PT100电阻和第一电桥采样电路采样生成PT100模拟信号，运算放大器用于PT100模拟信号的放大，第一滤波电路用于放大后的PT100模拟信号的滤波处理，第一AD转换电路用于将PT100模拟信号转换成PT100数字信号；NTC电阻依次通过第二采样电路、第二滤波电路和第二AD转换电路连接微控制器；NTC电阻和第二采样电路采样生成NTC模拟信号，第二滤波电路用于NTC模拟信号的滤波处理，第二AD转换电路用于将NTC模拟信号转换成NTC数字信号；微控制器用于处理PT100电阻和NTC电阻的采集信号并输出温度显示。2.根据权利要求1所述的基于复合型传感器的变压器测温电路，其特征在于：所述第一滤波电路和第二滤波电路均选用RC一级或二级电压滤波电路。3.根据权利要求1或2所述的基于复合型传感器的变压器测温电路，其特征在于：所述第一电桥采样电路包括电阻AR1、电阻AR2和电阻AR3，第一滤波电路包括电阻AR4和电容AC2,PT100电阻的一端连接运算放大器的第一输入端，电源通过电阻AR1连接运算放大器的第一输入端，PT100电阻的另一端通过电阻AR3连接运...

【专利技术属性】
技术研发人员：兰文超，陈强，汪晓强，
申请(专利权)人：福建省力得自动化设备有限公司，
类型：新型
国别省市：福建,35