一种用于温度采集系统的高稳态电流可调偏置电路技术方案

本实用新型专利技术涉及一种用于温度采集系统的高稳态电流可调偏置电路，包括运算放大器A、运算放大器B、电阻R1~R6以及供电电源V1与V2。运算放大器A，其同相输入端经电阻R1接供电电源V2，其反相输入端经电阻R6接地，其反相输入端还经电阻R5接其输出端，其输出端经电阻R3接供电电源V1，其输出端还经电阻R4接运算放大器B的同相输入端。运算放大器B，其反相输入端接其输出端，其输出端经电阻R2接供电电源V2。本实用新型专利技术可根据实际需要的电流值调整其中一只电阻的大小，使电路达到20μA~2mA的电流变化范围，使电路中恒流的稳定工作范围增加至0Ω~2000Ω，从而大幅度提高了电路及制冷机驱动控制器的通用性。

【技术实现步骤摘要】
一种用于温度采集系统的高稳态电流可调偏置电路
本技术涉及斯特林制冷机控制系统
，具体涉及一种用于温度采集系统的高稳态电流可调偏置电路。
技术介绍
制冷机驱动控制器是一个高精度控制系统，需要精确地温度反馈数据来确保功率控制稳定度以达到高精度的恒温控制。现阶段制冷机驱动控制器的偏置电路均是不可调的，如需要其它电流大小的，需要更换电路布局，大多数器件需要更换，电路更换后适用电阻也会随之少量偏移。现阶段采用的单模块恒流偏置电路提供恒定1mA偏置电流，电流通过传感器产生的电压信号经由采样电路放大处理，可以达到较高温度采样精度。但如需调整偏置电流大小，则需要更换电路方案，且电路稳定工作范围为500Ω-1200Ω，限制了温度区间及传感器种类选择范围。此外，由于现阶段随着温度传感器种类趋于多样化，不同传感器的测温阻值以及要求的恒流数值均有区别。因此，必须设计一种电流可调节的通用性更好的恒流偏置电路，以确保驱动控制器可以适用不同传感器的应用。
技术实现思路
本技术的目的在于提供一种用于温度采集系统的高稳态电流可调偏置电路，该偏置电路可根据实际需要的电流值调整其中一只电阻的大小，使电路达到20μA～2mA的电流变化范围，使电路中恒流的稳定工作范围增加至0Ω～2000Ω，从而大幅度提高了电路及制冷机驱动控制器的通用性。为实现上述目的，本技术采用了以下技术方案：一种用于温度采集系统的高稳态电流可调偏置电路，包括运算放大器A、运算放大器B、电阻R1～R6以及供电电源V1与V2；所述运算放大器A，其同相输入端经电阻R1接供电电源V2，其反相输入端经电阻R6接地，其反相输入端还经电阻R5接其输出端，其输出端经电阻R3接供电电源V1，其输出端还经电阻R4接运算放大器B的同相输入端；所述运算放大器B，其反相输入端接其输出端，其输出端经电阻R2接供电电源V2。进一步的，所述电阻R5与R6的阻值相等。进一步的，所述运算放大器B的同相输入端依次经电阻R7、温度传感器接地。进一步的，所述温度传感器两端并联有信号放大及处理电路；所述信号放大及处理电路包括运算放大器C、电阻R8～R11以及A/D转换电路；所述运算放大器C，其同相输入端经电阻R8接温度传感器的一端，其反相输入端经电阻R10接温度传感器的另一端，其同相输入端还经电阻R9接地，其反相输入端还接其输出端，其输出端接A/D转换电路的输入端。由以上技术方案可知，本技术所述的偏置电路可根据实际需要的电流值调整其中一只电阻的大小，使电路达到20μA～2mA的电流变化范围，使电路中恒流的稳定工作范围增加至0Ω～2000Ω，从而大幅度提高了电路及制冷机驱动控制器的通用性。本技术具有电路简洁、电流可调范围广、稳定性强、电流调节方便等特点。附图说明图1是本技术所述的偏置电路的电路原理图；图2是本技术所述的偏置电路在温度采集系统中的应用框图。其中：1、偏置电路，2、信号放大及处理电路，3、温度传感器。具体实施方式下面结合附图对本技术做进一步说明：如图1所示的一种用于温度采集系统的高稳态电流可调偏置电路，包括运算放大器A、运算放大器B、电阻R1～R6以及供电电源V1与V2。所述运算放大器A，其同相输入端经电阻R1接供电电源V2，其反相输入端经电阻R6接地，其反相输入端还经电阻R5接其输出端，其输出端经电阻R3接供电电源V1，其输出端还经电阻R4接运算放大器B的同相输入端；所述运算放大器B，其反相输入端接其输出端，其输出端经电阻R2接供电电源V2。所述电阻R5与R6的阻值相等。如图2所示的本技术在温度采集系统中的应用框图，该图所示的电路在整个制冷机控制器中起到采集制冷温度，提高采集精度的作用。本技术所述的偏置电路1应用于斯特林制冷机控制系统中，具体置于驱动控制器数据采集模块，负责为制冷机制冷温度传感器3提供稳定的偏置电流I，从而将温度信号转换为稳定的电压信号，然后根据A/D转换电路可接受信号范围，相应调整放大倍数，使信号精度得到适当提高并送入A/D转换电路进行A/D转换，最后由控制系统对输出功率进行调节控制。温度信号的准确测量加上精度的提高，为斯特林制冷机温控稳定性提高提供了基本保证条件。具体地说，所述运算放大器B的同相输入端依次经电阻R7、温度传感器接地。所述温度传感器两端并联有信号放大及处理电路；所述信号放大及处理电路包括运算放大器C、电阻R8～R11以及A/D转换电路；所述运算放大器C，其同相输入端经电阻R8接温度传感器的一端，其反相输入端经电阻R10接温度传感器的另一端，其同相输入端还经电阻R9接地，其反相输入端还接其输出端，其输出端接A/D转换电路的输入端。本技术的工作原理为：本技术所述的偏置电路在整个制冷机驱动控制器中负责为温度采集电路提供偏置恒流I，通过U＝I·R将制冷机温度传感器3的电阻信号转变为电压信号，电压信号经过信号放大及处理转变为数字信号，最终传递给DSP控制电路进行温度-功率的闭环控制。本技术所述的偏置电路包括运算放大器A、B以及6只电阻构成，有V1和V2两路供电电源供电。通过供电电源V1提供电压和电流激励，通过供电电源V2提供高稳基准电压，通过运算放大器A、运算放大器B及电阻R1～R6组成的运放负反馈电路搭建恒流源，给温度传感器提供偏置恒流I。根据基本电路原理得出恒流公式：其中，VAout表示运算放大器A的输出端电压，VB+表示运算放大器B的同相输入端电压，I表示整个偏置电路的输出电流(即偏置电流)。另外，VAout＝V1-R3·I3(2)I3＝I+I5(3)其中，V1表示供电电源V1的输出电压，I3表示流经电阻R3的电流，I5表示流经电阻R5的电流。由运放电路基本原理可知，将公式(2)、(3)、(4)代入公式(1)，得到恒流计算公式：其中，V2表示供电电源V2的输出电压。最终得出整个偏置电路1的输出电流I(即偏置恒流I)，只与V2和R4有关。在V2不变的情况下，只需调节R4的阻值就可调节偏置电流大小，可调范围为20μA～2mA，允许传感器阻抗变化范围0Ω～2000Ω，恒流偏移量≤0.1％。综上所述，本技术通过双运放高稳电流的设计方法，将驱动控制器的偏置电流调节简化为单电阻调节，使偏置恒流I由固定1mA扩展为20μA～2mA可调，且外部阻抗范围由500Ω～1200Ω扩展为0Ω～2000Ω，有效扩展了驱动控制器及采样电路的通用性。本技术有效解决了驱动控制器通用问题，使驱动控制器恒流可调，适用电阻更广，且在更换不同传感器后，不需要更换驱动控制器或者更换原理电路，只需通过调节可变电阻R4就能实现偏置恒流I的大小调节，从而适用于不同场景。以上所述的实施例仅仅是对本技术的优选实施方式进行描述，并非对本技术的范围进行限定，在不脱离本技术设计精神的前提下，本领域普通技术人员对本技术的技术方案作出的各种变形和改进，均应落入本技术权利要求书确定的保护范围内。本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于温度采集系统的高稳态电流可调偏置电路，其特征在于：包括运算放大器A、运算放大器B、电阻R1~R6以及供电电源V1与V2；所述运算放大器A，其同相输入端经电阻R1接供电电源V2，其反相输入端经电阻R6接地，其反相输入端还经电阻R5接其输出端，其输出端经电阻R3接供电电源V1，其输出端还经电阻R4接运算放大器B的同相输入端；所述运算放大器B，其反相输入端接其输出端，其输出端经电阻R2接供电电源V2。

【技术特征摘要】
1.一种用于温度采集系统的高稳态电流可调偏置电路，其特征在于：包括运算放大器A、运算放大器B、电阻R1~R6以及供电电源V1与V2；所述运算放大器A，其同相输入端经电阻R1接供电电源V2，其反相输入端经电阻R6接地，其反相输入端还经电阻R5接其输出端，其输出端经电阻R3接供电电源V1，其输出端还经电阻R4接运算放大器B的同相输入端；所述运算放大器B，其反相输入端接其输出端，其输出端经电阻R2接供电电源V2。2.根据权利要求1所述的一种用于温度采集系统的高稳态电流可调偏置电路，其特征在于：所述电阻R5与R6的阻值相等。3.根据...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘昊，侯光泽，胥春茜，杨玉玲，
申请(专利权)人：中国电子科技集团公司第十六研究所，
类型：新型
国别省市：安徽,34