一种基于PT1000的高精度隔离测温装置制造方法及图纸

本发明专利技术涉及一种基于PT1000的高精度隔离测温装置，包括5V基准电压源(1)、PT1000温度传感器(2)、差分信号放大及滤波电路(3)、Sigma

【技术实现步骤摘要】
一种基于PT1000的高精度隔离测温装置


[0001]本专利技术涉及温度测量
，尤其是涉及一种基于PT1000的高精度隔离测温装置。

技术介绍

[0002]PT1000是电阻式温度传感器，测温的本质其实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。因此基于PT1000温度传感器的高精度测温电路在工农业、国防、航天、汽车和科研中得到广泛应用。但是，目前的PT1000温度传感器在许多测温电路设计中的测量效率低下，为了提高PT1000的温度传感器测温的准确性，新型的高精度隔离测温的出现是很有价值的。
[0003]目前PT1000电阻温度传感器检测电路采用惠思顿电桥加运算放大再进行A/D转换，此种方式电桥供电电压及A/D转换器基准参考电压的设计值与实际值之间误差将引起温度测量误差增大，且没有进行隔离采样，不适用于电机驱动温度采集。
[0004]另外一种PT1000电阻温度传感器的检测电路采用在PT1000温度传感器两端设计了两路恒流源，使电路的电流恒定，然后设计了二极放大电路，对PT1000采集到的信号进行放大，又在每一级电路中加入了恒压源。此种方式恒流源若电流过大，由于热电阻的自热效应会造成温度漂移，若恒流源电流过小，则易受噪声干扰。
[0005]随着新能源汽车销量逐渐增加，PT1000温度传感器也开始大量应用于电机控制器功率器件温度采集，不仅需要高精度采样，而且还需要隔离采样，上述两种方式如要进行隔离采样都需要添加单独的隔离运放或者光耦，大大增加了系统成本。

技术实现思路

[0006]本专利技术的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种基于PT1000的高精度隔离测温装置，成本低，精度高。
[0007]本专利技术的目的可以通过以下技术方案来实现：
[0008]一种基于PT1000的高精度隔离测温装置，包括5V基准电压源、PT1000温度传感器、差分信号放大及滤波电路、Sigma
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Delta模数转换器和单片机，所述的PT1000温度传感器、差分信号放大及滤波电路、Sigma
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Delta模数转换器和单片机依次电性连接，所述的5V基准电压源与差分信号放大及滤波电路电性连接；
[0009]所述的5V基准电压源将PT1000温度传感器的阻值变化转换成电压变化，送到差分信号放大及滤波电路处理后，再进入Sigma
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Delta模数转换器，所述的Sigma
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Delta模数转换器将模拟信号转换成隔离的脉冲宽度调制数字信号，所述的单片机检测脉冲宽度调制数字信号的占空比，并换算成温度的变化量，与传统的线性光耦、隔离运放和变压器等模拟信号隔离采样方案相比，节省了隔离电源，大大节省成本。
[0010]进一步地，所述的5V基准电压源包括TL431稳压器、第三电阻、第十电阻R
10
和第十
一电阻，所述的TL431稳压器的阴极串联第三电阻后与+15V电源连接，阳极接地，所述的第十电阻一端连接TL431稳压器的阴极，另一端连接TL431稳压器的参考端，所述的第十一电阻一端接地，另一端连接TL431稳压器的参考端；
[0011]与利用低压差线性稳压器产生5V基准电压的传统方式相比，本专利技术提出的5V基准电压源采用常用的TL431稳压器来完成，所述的TL431稳压器具有体积小、基准电压精密可调以、输出电流大以及输出杂波低的优点，因此5V基准电压源的基准电压精度高。
[0012]进一步地，所述的5V基准电压源还包括用于滤波的第六电容和第七电容，所述的第六电容一端连接TL431稳压器的阴极，另一端接地，所述的第七电容与第十电阻并联。
[0013]进一步地，所述的差分信号放大及滤波电路包括电桥子电路、差分放大子电路和RC滤波电路，所述的电桥子电路与PT1000温度传感器连接，构成电桥，所述的电桥、差分放大子电路和RC滤波电路依次连接。
[0014]进一步地，所述的电桥子电路包括第一电阻、第二电阻和第四电阻，所述的5V基准电压源输出端、第一电阻、PT1000温度传感器和地线依次串联，所述的5V基准电压源输出端、第二电阻、第四电阻和地线依次串联，所述的电桥子电路的电桥电压为5V基准电压源产生的基准电压5V；
[0015]与传统惠思顿电桥和恒流源相比，5V基准电压源精度高，所述的第一电阻、第二电阻和第四电阻起到分压的作用，减小PT1000温度传感器的工作电流，从而减小PT1000电阻的自热效应，避免产生温度漂移，检测精度高。
[0016]进一步地，所述的电桥子电路还包括用于滤波的第一电容和第二电容，所述的第一电容与PT1000温度传感器并联，所述的第二电容与第四电阻并联。
[0017]进一步地，所述的差分放大子电路包括运算放大器、第五电阻、第六电阻、第七电阻和第八电阻、所述的运算放大器的同相输入端串联第六电阻后与电桥连接，反相输入端串联第五电阻后与电桥连接，所述的运算放大器的正侧电源端接地，负侧电源端连接+5V电源，所述的运算放大器的输出端与RC滤波电路连接，所述的第八电阻一端与运算放大器的同相输入端连接，另一端接地；
[0018]由于PT1000温度传感器的温度变化率很小，只有3.851Ω/℃，因此的差分放大子电路用于提供高精度低噪声的转换，由电桥子电路出来的信号是差分信号且信号幅值较小，所以要通过差分放大子电路将其放大后再送入Sigma
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Delta模数转换器进行模数转换，当温度变化时，电桥输入送到差分放大子电路中，所述的运算放大器的同相输入端的点位发生变化，经过运算放大器放大后输入到Sigma
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Delta模数转换器进行模数隔离转换。
[0019]进一步地，所述的运算放大器的型号为LMV321ILT。
[0020]进一步地，所述的RC滤波电路用于滤波，包括第五电容和第九电阻，所述的运算放大器的输出端、第九电阻、第五电容和地线依次串联。
[0021]进一步地，所述的差分放大子电路还包括用于滤波的第三电容和第四电容，所述的第三电容与第七电阻并联，所述的第四电容一端与运算放大器的负侧电源端连接，另一端接地。
[0022]与现有技术相比，本专利技术具有以如下有益效果：
[0023](1)本专利技术提供了一种PT1000温度传感器的高精度隔离采样方案，测温装置包括5V基准电压源、PT1000温度传感器、差分信号放大及滤波电路、Sigma
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Delta模数转换器和
单片机，PT1000温度传感器、差分信号放大及滤波电路、Sigma
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Delta模数转换器和单片机依次电性连接，5V基准电压源与差分信号放大及滤波电路电性连接，5V基准电压源将PT1000温度传感器的阻值变化转换成电压变化，送到差分信号放大及滤波电路处理后，再进入Sigma
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Delta模数转换器，Sigma本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于PT1000的高精度隔离测温装置，其特征在于，包括5V基准电压源(1)、PT1000温度传感器(2)、差分信号放大及滤波电路(3)、Sigma
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Delta模数转换器(4)和单片机(5)，所述的PT1000温度传感器(2)、差分信号放大及滤波电路(3)、Sigma
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Delta模数转换器(4)和单片机(5)依次电性连接，所述的5V基准电压源(1)与差分信号放大及滤波电路(3)电性连接。2.根据权利要求1所述的一种基于PT1000的高精度隔离测温装置，其特征在于，所述的5V基准电压源(1)包括TL431稳压器、第三电阻(R3)、第十电阻(R
10
)和第十一电阻(R
11
)，所述的TL431稳压器的阴极串联第三电阻(R3)后与+15V电源连接，阳极接地，所述的第十电阻(R
10
)一端连接TL431稳压器的阴极，另一端连接TL431稳压器的参考端，所述的第十一电阻(R
11
)一端接地，另一端连接TL431稳压器的参考端。3.根据权利要求2所述的一种基于PT1000的高精度隔离测温装置，其特征在于，所述的5V基准电压源(1)还包括第六电容(C6)和第七电容(C7)，所述的第六电容(C6)一端连接TL431稳压器的阴极，另一端接地，所述的第七电容(C7)与所述的第十电阻(R
10
)并联。4.根据权利要求1所述的一种基于PT1000的高精度隔离测温装置，其特征在于，所述的差分信号放大及滤波电路(3)包括电桥子电路、差分放大子电路和RC滤波电路，所述的电桥子电路与PT1000温度传感器(2)连接，构成电桥，所述的电桥、差分放大子电路和RC滤波电路依次连接。5.根据权利要求4所述的一种基于PT1000的高精度隔离...

【专利技术属性】
技术研发人员：赵明福，张志强，吴小萍，马永泉，韩韬，于海生，谭艳军，林霄喆，赵福成，王瑞平，肖逸阁，
申请(专利权)人：宁波吉利罗佑发动机零部件有限公司极光湾科技有限公司，
类型：发明
国别省市：