一种基于逆向设计的Pt100热电阻传感器模拟装置制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种基于逆向设计的Pt100热电阻传感器模拟装置，该装置解决温度传感器模拟实际温度工况较难实现的问题。本发明专利技术能够根据不同的温度曲线，灵活方便的模拟各种复杂的实际温度工况。甚至在温度环境苛刻的条件下，对温度传感器不容易实现的温度输入信号也能灵活方便的进行模拟。且支持多路测温电路的检测和多路温度工况的模拟。减少了对温度环境，以及温度传感器的依赖，操作方便灵活，降低测试难度，具有检测成本较低，检测效率较高的特点。

A Pt100 Thermal Resistance Sensor Simulator Based on Reverse Design

The invention discloses a Pt100 thermal resistance sensor simulation device based on reverse design, which solves the problem that it is difficult for temperature sensor to simulate actual temperature conditions. The invention can flexibly and conveniently simulate various complex actual temperature conditions according to different temperature curves. Even in the harsh temperature environment, the temperature input signal which is not easy to realize by temperature sensor can be simulated flexibly and conveniently. It also supports the detection of multi-channel temperature measurement circuit and the simulation of multi-channel temperature conditions. It reduces the dependence on temperature environment and temperature sensor. It is convenient and flexible to operate and reduces the difficulty of testing. It has the characteristics of low detection cost and high detection efficiency.

【技术实现步骤摘要】
一种基于逆向设计的Pt100热电阻传感器模拟装置
本专利技术涉及电路控制装置，尤其涉及一种基于逆向设计的Pt100热电阻传感器模拟装置。
技术介绍
在众多温度传感器中，Pt100铂热电阻传感器是一种电阻值随温度变化而改变的温度传感器，是国际公认的高精度测温标准传感器。Pt100铂热电阻传感器测温的本质是测量传感器的电阻，通常是将电阻的变化转换成电压或电流等模拟信号，再将模拟信号转换成数字信号，再由处理器换算出相应的温度。由于Pt100铂热电阻传感器具有精度高、稳定性好和性能可靠等特点，因此其在工业中得到广泛应用。在温度变化极快、温度极高或极低的测量环境下，必须使用模拟温度传感器，模拟温度传感器价格较高。在传统的温度传感器电路中，用温度传感器提供温度输入的方式来模拟实际工况较为困难。且对于复杂的温度曲线，温度传感器不容易实现。除此之外，还容易产生传感器信号单一、检测测温电路结果精度较低、检测步骤繁琐、检测成本高、检测效率较低等问题。并且在测温电路的生产和调试过程中，经常需要由温度传感器提供温度变化的输入量来检测电路的工作性能。用温度传感器提供温度输入的方式来模拟实际工况较为困难，较高或者较低的温度输入实现起来往往需要苛刻的外界条件。在实际生产测量中，不容易实现。在检测的过程中往往又需要数量较多的检测仪器测量电压、电流，通常都会占用很大的工作台面积。检测结果精度较低，检测步骤繁琐，检测成本高，检测效率较低。
技术实现思路
本专利技术旨在解决上述问题，能够根据不同的温度曲线，灵活方便的模拟各种复杂的实际温度工况。甚至在温度环境苛刻的条件下，对温度传感器不容易实现的温度输入信号也能灵活方便的进行模拟。且支持多路测温电路的检测和多路温度工况的模拟。本专利技术公开了一种基于逆向设计的Pt100热电阻传感器模拟装置，具体方案包括：用于采集测温电路输出的恒流源电流信息的信号采集模块；接收所述信号采集模块传送的电流信息的中央处理模块，所述中央处理模块将该电流信号转换成电压信号、并按照一定比例进行增益放大，所述中央处理模块根据测温电路实际温度工况通过设置电阻值从而模拟传感器温度数值、最后以电压信号的形式返送到测温电路中。所述中央处理模块至少包括电源模块、A/D参考电压模块和信号放大器模块。所述中央处理模块采用型号为STM32F103RCT6的主控芯片。所述电源模块采用PWM型稳压芯片。由于采用了上述技术方案，本专利技术利用嵌入式技术，模拟Pt100热电阻温度传感器，根据现场实际工况，设定Pt100热电阻的温度输出值。通过检测测温电路的性能指标、功能是否正常，从而给出测温电路是否合格的依据。本专利技术能够简单方便的模拟复杂的实际温度工况。在温度环境苛刻的条件下，对温度传感器不容易实现的温度输入信号也能灵活方便地进行模拟，且该装置支持多路测温电路的检测和多路温度工况的模拟，可以减少对温度环境和温度传感器的依赖，操作方便灵活、降低测试难度、具有检测成本较低、检测效率较高的特点。附图说明为了更清楚地说明本申请实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请中记载的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。图1为本专利技术装置的电路原理图。图2为本专利技术装置的工作原理图。具体实施方式为使本专利技术的技术方案和优点更加清楚，下面结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚完整的描述：如图1和图2所示的一种基于逆向设计的Pt100热电阻传感器模拟装置，包括：信号采集模块，工作过程中采集测温电路输出的恒流源电流信息并将采集到的电流信号传送至中央处理模块。所述中央处理模块通过信号放大器模块内部的恒定电阻转换成电压信号，并按一定增益放大。根据测温电路实际温度工况，通过程序内部设置电阻值实现模拟传感器温度数值，以电压信号的形式通过信号放大器模块返送到测温电路中进行处理。从而达到检测测温电路的性能指标、功能是否正常的目的，为测温电路的生产、调试和质量检测提供依据。进一步的，所述中央处理模块至少包括电源模块、A/D参考电压模块、和信号放大器模块，还包括时钟电路和信号传输接口。进一步的，所述中央处理单元模块芯片采用Cortex-M3架构的STM32F103RCT6芯片，该芯片内置A/D转换电路和D/A转换电路可以实现模数转换和数模转换的功能，无需专门的A/D转换芯片和D/A转换芯片。进一步的，所述电源模块采用PWM型稳压芯片LM2576芯片，将24V输入转换为5V直流电压；线性稳压电源转换模块采用LM1117芯片将5V电压转换为3.3V，为中央处理单元模块提供电源电压。进一步的，所述信号放大器模块主要采用4片LM2902芯片。对信号传输接口输入的信号进行采集，并按一定增益进行放大；根据测温电路实际温度工况设定程序电阻值，并以电压信号的形式通过信号放大器模块返送到测温电路中进行处理。进一步的，模数转换使用中央处理单元模块内部集成的ADC12位右对齐方式；数模转换模块使用中央处理单元模块内部集成的DAC12位右对齐方式；STM32芯片时钟源由8MHz晶振电路提供；所述A/D参考电压由REF192芯片产生3.3V提供；如图2所示该装置的的工作过程包括以下步骤：S1：系统时钟、GPIO、TIM、ADC、DMA、DAC等初始化；S2：本实施例采用ADC结合DMA的循环采样模式，能够有效提高均值滤波采样速率。定时时间未到达，系统执行其他操作；当定时时间到达，将传输后的A/D采样值进行均值滤波处理。将处理后的ADC数值和程序中设置的电阻值结合作为模拟温度传感器的温度输出信号。在本实施例中，定时时间内，采样点数达到2048个，A/D单次转换时间约7μs，采样频率为141.2KHz；S3：开启DAC数模转换，将ADC得到的模拟温度传感器的温度输出信号以电压信号的形式通过信号放大器模块返送到测温电路中进行处理。模拟温度传感器与所需实际温度工况相比，误差可达千分之二。本专利技术提供一种基于逆向设计的Pt100热电阻传感器模拟装置，解决温度传感器模拟实际温度工况较难实现的问题。本专利技术能够根据不同的温度曲线，灵活方便的模拟各种复杂的实际温度工况。甚至在温度环境苛刻的条件下，对温度传感器不容易实现的温度输入信号也能灵活方便的进行模拟。且支持多路测温电路的检测和多路温度工况的模拟。减少了对温度环境，以及温度传感器的依赖，操作方便灵活，降低测试难度，具有检测成本较低，检测效率较高的特点。以上所述，仅为本专利技术较佳的具体实施方式，但本专利技术的保护范围并不局限于此，任何熟悉本
的技术人员在本专利技术揭露的技术范围内，根据本专利技术的技术方案及其专利技术构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本专利技术的保护范围之内。本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于逆向设计的Pt100热电阻传感器模拟装置，其特征在于包括：用于采集测温电路输出的恒流源电流信息的信号采集模块；接收所述信号采集模块传送的电流信息的中央处理模块，所述中央处理模块将该电流信号转换成电压信号、并按照一定比例进行增益放大，所述中央处理模块根据测温电路实际温度工况通过设置电阻值从而模拟传感器温度数值、最后以电压信号的形式返送到测温电路中。

【技术特征摘要】
1.一种基于逆向设计的Pt100热电阻传感器模拟装置，其特征在于包括：用于采集测温电路输出的恒流源电流信息的信号采集模块；接收所述信号采集模块传送的电流信息的中央处理模块，所述中央处理模块将该电流信号转换成电压信号、并按照一定比例进行增益放大，所述中央处理模块根据测温电路实际温度工况通过设置电阻值从而模拟传感器温度数值、最后以电压信号的形式返送到测温电路中。2.根据权利要求1所述的一种基于...

【专利技术属性】
技术研发人员：魏东兴，赵航，
申请(专利权)人：大连理工大学，
类型：发明
国别省市：辽宁,21