引线电阻消除电路及热式质量流量计制造技术

本实用新型专利技术提供一种引线电阻消除电路及热式质量流量计，在本实用新型专利技术提供的引线电阻消除电路及热式质量流量计中，通过恒流源供电的电桥电路将热式质量流量中计传感器的两个热电阻(包括热电阻两端的引线电阻)分别串入电桥的两条不同桥臂中，再结合运算放大器构成的反馈电路对两条桥臂的各点电位进行反馈限定，并通过对桥臂中串入的其它电阻的阻值的调整，能有效消除热电阻两端的引线电阻对体现温差的电压信号的影响，极大地提高了传感器及热式质量流量计的响应速度。

【技术实现步骤摘要】
引线电阻消除电路及热式质量流量计
本技术涉及工业自动化
，特别是涉及一种引线电阻消除电路及热式质量流量计。
技术介绍
热式气体质量流量计可以直接测量被测气体介质质量流量相比于气体超声波省去了温度、压力补偿环节，节约了成本。它的基本原理是采用两只铂电阻作为传感器核心元件，其中一只铂电阻用来测量介质温度，另一只铂电阻是加热电阻，流过两铂电阻的气体质量流量符合金氏定律：P/△θ＝K1+K2(qm)K3，其中，P为加热电阻的加热功率，△θ为两个铂电阻的温差，qm为流体的流量，K1、K2、K3为常数，可知当温差△θ为恒定值时加热功率P与流量qm成一定数学关系，通过测量加热电阻的电流即可反应出流量qm的变化。而在实际测量中，一般采用电桥电路测量两铂电阻间的电压差值，为提高响应速度，加热铂电阻的阻值都比较小，一般为10Ω～20Ω，对于分体式流量计，传感器引线可长达30余米，引线电阻达到5Ω，如果不消除引线电阻会引入很大的测量误差，严重影响测量精度。传统的三线制铂电阻测量电路是用恒流源驱动铂电阻，分别测量铂电阻电压和引线电阻上的电压，然后分别送入AD转换器不同采样通道，计算两通道采样差值得到铂电阻电压，该电压除以恒流源值得到铂电阻的阻值，该方法需要采用AD转换器，再由微处理器采样计算，时间较长，对于要求响应时间很短的热式质量流量计不适用，因此有必要设计硬件电路以消除铂电阻(传感器)的引线电阻。
技术实现思路
鉴于以上所述现有技术的缺点，本技术的目的在于提供一种引线电阻消除的技术方案，用于解决上述技术问题。为实现上述目的及其他相关目的，本技术提供一种引线电阻消除电路，用于热式质量流量计中传感器引线电阻的消除，所述传感器包括第一热电阻、第二热电阻、第一引线电阻和第二引线电阻，所述引线电阻消除电路包括：电桥电路和反馈电路；所述电桥电路包括并联设置的第一桥臂和第二桥臂，所述第一桥臂的一端接恒流源、另一端接地，沿着所述恒流源到地的方向，所述第一桥臂至少包括依次串联的所述第一引线电阻、第一热电阻和第二引线电阻，所述第二桥臂至少包括依次串联的所述第二热电阻、第一电阻和第二电阻；在所述第一引线电阻靠近所述恒流源的一端设有第一检测点，在所述第二热电阻靠近所述恒流源的一端设有第二检测点；所述第一热电阻远离所述恒流源的一端接所述反馈电路，所述第一电阻远离所述恒流源的一端接所述反馈电路，所述反馈电路对电位进行反馈限定。可选地，所述第一引线电阻的阻值和所述第二引线电阻的阻值相等，所述第一电阻的阻值和所述第二电阻的阻值相等。可选地，所述第一桥臂还包括第三电阻，所述第三电阻、第一引线电阻、第一热电阻和第二引线电阻沿着所述恒流源到地的方向依次串联，所述第一检测点设在所述第三电阻与所述第一引线电阻的公共端上。可选地，所述第二桥臂还包括第四电阻和第五电阻，所述第四电阻、第五电阻、第二热电阻、第一电阻和第二电阻沿着所述恒流源到地的方向依次串联，所述第二检测点设在所述第四电阻与所述第五电阻的公共端上。可选地，所述传感器还包括第三引线电阻，所述反馈电路包括第六电阻、第七电阻、第八电阻、运算放大器和PNP型三极管；所述第三引线电阻的一端接所述第一热电阻和所述第二引线电阻的公共端，所述第三引线电阻的另一端经所述第六电阻后接地；所述第七电阻的一端接所述第三引线电阻和所述第六电阻的公共端，所述第七电阻的另一端接所述运算放大器的同相输入端；所述运算放大器的反相输入端接所述第一电阻和所述第二电阻的公共端；所述运算放大器的输出端经所述第八电阻后接所述PNP型三极管的基极，所述PNP型三极管的集电极接负电源，所述PNP型三极管的发射极接所述第二热电阻与所述第一电阻的公共端。可选地，所述反馈电路还包括单向瞬态抑制二极管，所述单向瞬态抑制二极管的正极接所述负电源，所述单向瞬态抑制二极管的负极所述第二热电阻与所述第一电阻的公共端。可选地，所述引线电阻消除电路还包括第一电容、第二电容、第三电容、第四电容、第五电容、第六电容及第七电容；所述第一电容一端接地，另一端接所述第一电阻和所述第二热电阻的公共端；所述第二电容一端接所述第一电阻和所述第二电阻的公共端，另一端接所述第一电阻和所述第二热电阻的公共端；所述第三电容一端接所述第一电阻和所述第二电阻的公共端，另一端接所述运算放大器的输出端；所述第四电容一端接所述正电源，另一端接地；所述第五电容一端接所述负电源，另一端接地；所述第六电容一端接所述运算放大器的同相输入端，另一端接地；所述第七电容一端接所述第六电阻和所述第七电阻的公共端，另一端接地。此外，为实现上述目的及其他相关目的，本技术还提供一种热式质量流量计，所述热式质量流量计包括上述任意一项所述的引线电阻消除电路，所述热式质量流量计还包括恒压恒流控制芯片、增益电路和反相比例电路，所述恒压恒流控制芯片作为所述恒流源，所述恒压恒流控制芯片的输出端对外输出恒定电流，所述增益电路的两个输入端分别接所述第一检测点和第二检测点，所述增益电路的输出端接所述反相比例电路的输入端，所述反相比例电路的输出端接所述恒压恒流控制芯片的输入端。如上所述，本技术的引线电阻消除电路，具有以下有益效果：通过恒流源供电的电桥电路将热式质量流量计传感器中的两个热电阻(包括热电阻两端的引线电阻)分别串入电桥的两条不同桥臂中，再结合反馈电路对两条桥臂的各点电位进行反馈限定，并通过对桥臂中串入的其它电阻的阻值的调整，能有效消除热电阻两端的引线电阻对体现温差的电压信号的影响，极大地提高了传感器及热式质量流量计的响应速度。附图说明图1显示为本技术实施例中带引线电阻消除电路的热式质量流量计的传感器电路图。附图标记说明C1第一电容C2第二电容C3第三电容C4第四电容C5第五电容C6第六电容C7第七电容R1第一电阻R2第二电阻R3第三电阻R4第四电阻R5第五电阻R6第六电阻R7第七电阻R8第八电阻RL1第一引线电阻RL2第二引线电阻RL3第三引线电阻RT1第一热电阻RT2第二热电阻Q1PNP型三极管TVS1单向瞬态抑制二极管U1运算放大器VDD正电源VEE负电源I1第一桥臂上流过的电流I2第二桥臂上流过的电流V1第一检测点电位V2第二检测点电位V3第一电阻和第二热电阻的公共端电位1运算放大器的输出端2运算放大器的反相输入端3运算放大器的同相输入端4运算放大器的负电源引脚8运算放大器的正电源引脚具体实施方式如前述在
技术介绍
中所提及的，在现有热式质量流量计中，测速的铂电阻阻值一般在10Ω左右，此时，无论是分体式结构还是一体式结构，铂电阻(热电阻)的引线电阻都不能忽略；传统的三线制测量采用两个AD本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种引线电阻消除电路，用于热式质量流量计中传感器引线电阻的消除，所述传感器包括第一热电阻、第二热电阻、第一引线电阻和第二引线电阻，其特征在于，所述引线电阻消除电路包括：电桥电路和反馈电路；/n所述电桥电路包括并联设置的第一桥臂和第二桥臂，所述第一桥臂的一端接恒流源、另一端接地，沿着所述恒流源到地的方向，所述第一桥臂至少包括依次串联的所述第一引线电阻、第一热电阻和第二引线电阻，所述第二桥臂至少包括依次串联的所述第二热电阻、第一电阻和第二电阻；/n在所述第一引线电阻靠近所述恒流源的一端设有第一检测点，在所述第二热电阻靠近所述恒流源的一端设有第二检测点；/n所述第一热电阻远离所述恒流源的一端接所述反馈电路，所述第一电阻远离所述恒流源的一端接所述反馈电路，所述反馈电路对电位进行反馈限定。/n

【技术特征摘要】
1.一种引线电阻消除电路，用于热式质量流量计中传感器引线电阻的消除，所述传感器包括第一热电阻、第二热电阻、第一引线电阻和第二引线电阻，其特征在于，所述引线电阻消除电路包括：电桥电路和反馈电路；
所述电桥电路包括并联设置的第一桥臂和第二桥臂，所述第一桥臂的一端接恒流源、另一端接地，沿着所述恒流源到地的方向，所述第一桥臂至少包括依次串联的所述第一引线电阻、第一热电阻和第二引线电阻，所述第二桥臂至少包括依次串联的所述第二热电阻、第一电阻和第二电阻；
在所述第一引线电阻靠近所述恒流源的一端设有第一检测点，在所述第二热电阻靠近所述恒流源的一端设有第二检测点；
所述第一热电阻远离所述恒流源的一端接所述反馈电路，所述第一电阻远离所述恒流源的一端接所述反馈电路，所述反馈电路对电位进行反馈限定。


2.根据权利要求1所述的引线电阻消除电路，其特征在于，所述第一引线电阻的阻值和所述第二引线电阻的阻值相等，所述第一电阻的阻值和所述第二电阻的阻值相等。


3.根据权利要求1或2所述的引线电阻消除电路，其特征在于，所述第一桥臂还包括第三电阻，所述第三电阻、第一引线电阻、第一热电阻和第二引线电阻沿着所述恒流源到地的方向依次串联，所述第一检测点设在所述第三电阻与所述第一引线电阻的公共端上。


4.根据权利要求3所述的引线电阻消除电路，其特征在于，所述第二桥臂还包括第四电阻和第五电阻，所述第四电阻、第五电阻、第二热电阻、第一电阻和第二电阻沿着所述恒流源到地的方向依次串联，所述第二检测点设在所述第四电阻与所述第五电阻的公共端上。


5.根据权利要求4所述的引线电阻消除电路，其特征在于，所述传感器还包括第三引线电阻，所述反馈电路包括第六电阻、第七电阻、第八电阻、运算放大器和PNP型三极管；所述第三引线电阻的一端接所述第一热电阻和所述第二引线电阻的公共端，所述第三引线电阻的另...

【专利技术属性】
技术研发人员：赵俊奎，邹明伟，张汝纹，李强，
申请(专利权)人：重庆川仪自动化股份有限公司，
类型：新型
国别省市：重庆;50