一种带补偿的铂电阻温度采样装置，包括依次连接的精密基准电源、电桥采样电路、前级T形网络差分运放电路、后级电路以及限流限幅电路；电桥采样电路包括用于采集温度的铂电阻Ri、零位调整电阻Rx，铂电阻Ri与零位调整电阻Rx分别与电阻器R11、电阻器R12串联后并联在基准工作电源与地线之间构成电桥；前级T形网络差分运放电路包括集成运放U1，集成运放U1的反相输入端‑IN、同相输入端+IN分别经一电阻器与电压信号V1、电压信号V2连通，集成运放U1输出的电压信号V0经T形网络电路、密勒补偿电容C21引至集成运放U1的反相输入端‑IN，电压信号V0经T形网络电路、电阻器R28将反馈补偿信号Vc引入铂电阻Ri两端；提高增益，减少二级放大电路，提高测量系统稳定性。
【技术实现步骤摘要】
一种带补偿的铂电阻温度采样装置
本技术属于测温
，尤其是涉及一种带补偿的铂电阻温度采样装置。
技术介绍
目前，温度测量多采用专用温度传感器直接采样，其输出可直接提供给A/D采样系统换算出温度；或通过铂电阻采用电桥或恒流源，经多级运放放大、调理后提供给A/D采样系统。铂电阻温度采样方法主要有两种。第一种，采用恒流源通过铂电阻，通过检测铂电阻上电压的变化，经差分测量运放集成电路多级放大、调理后提供给A/D采样系统换算出温度。第二种，采用惠斯顿电桥测量铂电阻阻值变化时，产生的电势差，再经多级运放、滤波后提供给A/D采样系统换算出温度，有的在后级电路中增加了线阻补偿电路。现有技术存在以下问题：专用温度传感器直接采样方法，其温度测量范围较窄，一般为-55℃~135℃，不能满足更高温度范围的测量要求。铂电阻温度采样方法，温度测量范围宽，一般为-200℃~650℃。其在某一区间内，阻值与温度变化可认为呈线性变化，误差小应用较为广泛。采用第一种恒流源方法，铂电阻阻值与温度变化呈良好的线性关系，电阻与电压输出符合伏安特性也呈良好的线性关系；其对恒流源电路设计要求较高，要考虑线路阻值的影响，需采用二级运放，其精度相对较低。若采用第二种电桥测量方法，则精度较高，但运放调理电路较为复杂。通常采用如AD620等高精度差分测量运算放大器来处理这些非线性的复杂问题，且因分辨率增益要求还需采用二级放大电路，成本相对较高。
技术实现思路
本技术的目的是克服现有技术的上述不足，而提供一种带补偿的铂电阻温度采样装置，提高增益，减少二级放大电路，提高测量系统稳定性。一种带补偿的铂电阻温度采样装置，包括依次连接用于为电桥采样电路提供基准工作电源的精密基准电源、用于输出铂电阻Ri两端电压信号V1以及零位调整电阻Rx两端电压信号V2至前级T形网络差分运放电路的电桥采样电路、用于将电压信号V1以及电压信号V2运算放大为电压信号V0并输出至后级电路的前级T形网络差分运放电路、用于将电压信号V0电压跟随后输出电压信号V3提供给限流限幅电路的后级电路以及限流限幅电路，电压信号V3经限流限幅电路后输送至A/D采样电路；所述电桥采样电路包括用于采集温度的铂电阻Ri、零位调整电阻Rx，铂电阻Ri与零位调整电阻Rx分别与电阻器R11、电阻器R12串联后并联在基准工作电源与地线之间构成电桥，零位调整电阻Rx由电阻器R13与电阻器R14并联后再与电阻器R15串联后构成；所述前级T形网络差分运放电路包括集成运放U1，集成运放U1的反相输入端-IN、同相输入端+IN分别经一电阻器与电压信号V1、电压信号V2连通，集成运放U1输出的电压信号V0经T形网络电路、密勒补偿电容C21引至集成运放U1的反相输入端-IN，电压信号V0经T形网络电路、电阻器R28将反馈补偿信号Vc引入铂电阻Ri两端。所述精密基准电源包括基准电源U3、双极性晶体管VT1，工作电源VCC分别直接接至双极性晶体管VT1发射极或经电阻器R41后接至双极性晶体管VT1基极及基准电源U3输入引脚1上，双极性晶体管VT1的集电极连接至基准电源U3输出引脚2上，工作电源VCC经双极性晶体管VT1的电流放大及基准电源U3后构成稳压扩流输出基准工作电源，后经基准电源U3的输出引脚2输出。所述基准工作电源的电压为10V±5mV；基准电源U3型号为AD581。所述电阻器R11与电阻器R12阻值相等；铂电阻Ri两端并联有电容C11。所述集成运放U1的反相输入端-IN、同相输入端+IN均采用差分布线结构。所述T形网络电路由串联的电阻器R24、电阻器R25，以及串联在地线与电阻器R24和电阻器R25之间的电阻器R26、电阻器R27组成。所述电阻器R24、电阻器R25阻值不超过100KΩ，电阻器R26、电阻器R27阻值不超过10KΩ。所述后级电路由集成运放U2构成电压跟随器，电压信号V0接至集成运放U2的同相输入端+IN，集成运放U2的反相输入端-IN与输出端的电压信号V3相连。所述限流限幅电路由电阻器R31、抑制二极管VD31构成，将电压信号V3经电阻器R31限流、稳压二极管VD31限幅后输出至A/D采样电路。本技术采用AD581设计精密基准电源；通过Rx与铂电阻Ri测量铂电阻阻值变化进行差分信号采样，差分信号采用差分布线方式消除线阻不平衡；设计了增益较大的T形网络放大器对差分信号放大，在T形网络运放电路中增加采样反馈、米勒补偿提高了采样精度和电路稳定性；后级电路经电压跟随器缓冲后输出可防止负载效应；采用常用的限幅限流电路，将后级电路信号传输至A/D采样系统。具有测量范围宽、温漂小、精度高、成本低、安全稳定等优点。有益效果：1）提高采样精度。2）提高增益，减少二级放大电路，提高测量系统稳定性。3）后级电路去除线阻补偿电路，增加缓冲器，去除防止负载效应。附图说明图1为本技术的结构框图；图2为本技术的精密基准电源的电路连接图；图3为本技术的电桥采样电路的电路连接图；图4为本技术的前级T形网络差分运放电路的电路连接图；图5为本技术的后级电路、限幅电路的电路连接图。具体实施方式图1中，本技术由精密基准电源1、电桥采样电路2、前级T形网络差分运放电路3、后级电路4、限流限幅电路5构成；精密基准电源1用于为电桥采样电路2提供基准工作电源；电桥采样电路2用于输出铂电阻Ri两端电压信号V1以及零位调整电阻Rx两端电压信号V2至前级T形网络差分运放电路3；前级T形网络差分运放电路3用于将电压信号V1以及电压信号V2运算放大为电压信号V0并输出至后级电路4；后级电路4用于将电压信号V0电压跟随后输出电压信号V3提供给限流限幅电路5。图2中，精密基准电源1包括基准电源U3、双极性晶体管VT1，工作电源VCC分别直接接至双极性晶体管VT1发射极或经电阻器R41后接至双极性晶体管VT1基极及基准电源U3输入引脚1上，双极性晶体管VT1的集电极连接至基准电源U3输出引脚2上，工作电源VCC经双极性晶体管VT1的电流放大及基准电源U3后构成稳压扩流输出基准工作电源，后经基准电源U3的输出引脚2输出；其输出电压+10V，参考范围：10V±5mV，作为电桥采样电路的基准工作电源。图3中，电桥采样电路2由精密基准电源1输出电压+10V提供基准工作电源。电桥采样电路2包括铂电阻Ri、零位调整电阻Rx，铂电阻Ri用于采集温度，铂电阻Ri与零位调整电阻Rx分别与阻值相同的电阻器R11、电阻器R12串联后并联在基准工作电源与地线之间构成电桥，零位调整电阻Rx由电阻器R13与电阻器R14并联后再与电阻器R15串联后构成；作为参考温度对应的参考电阻。铂电阻Ri两端并联有电容C11。图4中，前级T形网络差分运放电路3由电桥采样电路提供V1、V2差分输入，前级T形网络差分运放电路3包括集成运放U1，集成运放本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种带补偿的铂电阻温度采样装置，其特征在于：包括：依次连接用于为电桥采样电路（2）提供基准工作电源的精密基准电源（1）、用于输出铂电阻Ri两端电压信号V1以及零位调整电阻Rx两端电压信号V2至前级T形网络差分运放电路（3）的电桥采样电路（2）、用于将电压信号V1以及电压信号V2运算放大为电压信号V0并输出至后级电路（4）的前级T形网络差分运放电路（3）、用于将电压信号V0电压跟随后输出电压信号V3提供给限流限幅电路（5）的后级电路（4）以及限流限幅电路（5），电压信号V3经限流限幅电路（5）后输送至A/D采样电路；/n所述电桥采样电路（2）包括用于采集温度的铂电阻Ri、零位调整电阻Rx，铂电阻Ri与零位调整电阻Rx分别与电阻器R11、电阻器R12串联后并联在基准工作电源与地线之间构成电桥，零位调整电阻Rx由电阻器R13与电阻器R14并联后再与电阻器R15串联后构成；/n所述前级T形网络差分运放电路（3）包括集成运放U1，集成运放U1的反相输入端-IN、同相输入端+IN分别经一电阻器与电压信号V1、电压信号V2连通，集成运放U1输出的电压信号V0经T形网络电路、密勒补偿电容C21引至集成运放U1的反相输入端-IN，电压信号V0经T形网络电路、电阻器R28将反馈补偿信号Vc引入铂电阻Ri两端。/n...
【技术特征摘要】
1.一种带补偿的铂电阻温度采样装置，其特征在于：包括：依次连接用于为电桥采样电路（2）提供基准工作电源的精密基准电源（1）、用于输出铂电阻Ri两端电压信号V1以及零位调整电阻Rx两端电压信号V2至前级T形网络差分运放电路（3）的电桥采样电路（2）、用于将电压信号V1以及电压信号V2运算放大为电压信号V0并输出至后级电路（4）的前级T形网络差分运放电路（3）、用于将电压信号V0电压跟随后输出电压信号V3提供给限流限幅电路（5）的后级电路（4）以及限流限幅电路（5），电压信号V3经限流限幅电路（5）后输送至A/D采样电路；
所述电桥采样电路（2）包括用于采集温度的铂电阻Ri、零位调整电阻Rx，铂电阻Ri与零位调整电阻Rx分别与电阻器R11、电阻器R12串联后并联在基准工作电源与地线之间构成电桥，零位调整电阻Rx由电阻器R13与电阻器R14并联后再与电阻器R15串联后构成；
所述前级T形网络差分运放电路（3）包括集成运放U1，集成运放U1的反相输入端-IN、同相输入端+IN分别经一电阻器与电压信号V1、电压信号V2连通，集成运放U1输出的电压信号V0经T形网络电路、密勒补偿电容C21引至集成运放U1的反相输入端-IN，电压信号V0经T形网络电路、电阻器R28将反馈补偿信号Vc引入铂电阻Ri两端。
2.根据权利要求1所述的一种带补偿的铂电阻温度采样装置，其特征在于：所述精密基准电源（1）包括基准电源U3、双极性晶体管VT1，工作电源VCC分别直接接至双极性晶体管VT1发射极或经电阻器R41后接至双极性晶体管VT1基极及基准电源U3输入引脚1上，双极性晶体管VT1的集电极连接至基准电源U3输出引脚2上，工作电源VCC经双极性晶体管VT1的电流放大及基准电源U3后构成稳压扩流输出基准工作电源，后...
【专利技术属性】
技术研发人员：吴颜飞，李蔚超，阮美琪，邬丹，
申请(专利权)人：襄阳航力机电技术发展有限公司，
类型：新型
国别省市：湖北;42
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