一种兼容正负温度系数传感器的温度采样电路制造技术

本发明专利技术属于传感器技术领域，公开了一种兼容正负温度系数传感器的温度采样电路，包括微处理器、可编程双路恒流源、4选2电子模拟开关KA、4选2电子模拟开关KB、可变增益放大器及模数转换器、公共电阻Rc、正温度系数传感器R1、负温度系数传感器R2；所述可编程双路恒流源输出恒流源1和恒流源2，所述恒流源1和恒流源2经过所述4选2电子模拟开关KA后输出恒流源A、恒流源B，或输出恒流源C、恒流源D。本发明专利技术避免了恒流源不匹配造成的测量误差；公共电阻可使差分电压信号处于模数转换器的共模电压区间之内，或为模数转换器提供外部参考电压；可自适应校正测温传感器老化后造成的精度降低问题。正测温传感器老化后造成的精度降低问题。正测温传感器老化后造成的精度降低问题。

A temperature sampling circuit compatible with positive and negative temperature coefficient sensors

【技术实现步骤摘要】
一种兼容正负温度系数传感器的温度采样电路


[0001]本专利技术属于传感器
，尤其涉及一种兼容正负温度系数传感器的温度采样电路。

技术介绍

[0002]工业控制中需要对正温度系数PTC或负温度系数NTC类型的测温传感器进行模拟电压信号的采样。然而现有的工业控制设计中，对正温度系数或负温度系数传感器进行采样是独立分开的，一个电路往往只能对正温度系数传感器或负温度系数传感器进行采样，电路设计不够灵活。
[0003]公开号为CN104953815的中国专利公开了一种设定正、负温度系数的温度补偿电压发生电路，采用多级滤波结构对由电网进入的电磁干扰信号进行有效的滤除，采用不同泄放电压值的三个压敏电阻对浪涌电压进行泄放保护，靠近接入口的熔断器和温度调节电阻不但对过电流发生时进行断开保护而且对整个驱动电源起到一个软启动的作用。然而该专利主要用于降低外界的电磁干扰，不能解决恒流源不匹配造成的测量误差，也不能解决采样电路老化后的温度测量精度下降问题。

技术实现思路

[0004]有鉴于此，本专利技术提出了兼容正负温度系数传感器的温度采样电路，包括微处理器，还包括可编程双路恒流源、4选2电子模拟开关KA、4选2电子模拟开关KB、可变增益放大器及模数转换器、公共电阻Rc、正温度系数传感器R1、负温度系数传感器R2；所述可编程双路恒流源输出恒流源1和恒流源2，所述恒流源1和恒流源2经过所述4选2电子模拟开关KA后输出恒流源A、恒流源B，或输出恒流源C、恒流源D；所述恒流源A分别连接正温度系数传感器R1的第一端口和电阻R3，所述电阻R3的另一端连接所述4选2电子模拟开关KB的端1，所述恒流源B分别连接正温度系数传感器R1的第二端口和电阻R4，所述电阻R4连接所述4选2电子模拟开关KB的端2，所述正温度系数传感器R1的第二端口连接公共电阻Rc，所述公共电阻Rc的另一端连接零电势点；所述恒流源C分别连接负温度系数传感器R2的第一端口、电阻Rm和电阻R5，所述电阻R5的另一端连接所述4选2电子模拟开关KB的端3，所述恒流源D分别连接负温度系数传感器R2的第二端口和电阻R6，所述电阻R6连接所述4选2电子模拟开关KB的端4，所述负温度系数传感器R1的第二端口连接公共电阻Rc。
[0005]进一步的，所述4选2电子模拟开关KB输出模拟电压正极和模拟电压负极，并输入可变增益放大器及模数转换器，可变增益放大器及模数转换器和可编程双路恒流源分别与微控制器电连接。
[0006]进一步的，所述恒流源1和恒流源2为可交换式，在A阶段使用恒流源1驱动正温度系数传感器R1的第一端口，使用恒流源2驱动正温度系数传感器R1的第二端口，在获得电压差数据后A阶段结束；在B阶段，使用恒流源2驱动正温度系数传感器R1的第一端口，使用恒
流源1驱动正温度系数传感器R1的第二端口，在获得电压差数据后B阶段结束；在C阶段，融合A阶段和B阶段的电压差数据，得到最终的电压差数据。
[0007]进一步的，所述恒流源1和恒流源2为可交换式，在A阶段使用恒流源1驱动负温度系数传感器R2的第一端口，使用恒流源2驱动负温度系数传感器R2的第二端口，在获得电压差数据后A阶段结束；在B阶段，使用恒流源2驱动负温度系数传感器R2的第一端口，使用恒流源1驱动负温度系数传感器R2的第二端口，在获得电压差数据后B阶段结束；在C阶段，融合A阶段和B阶段的电压差数据，得到最终的电压差数据。
[0008]进一步的，融合A阶段和B阶段的电压差数据，得到最终的电压差数据，包括：其中U1为A阶段的电压差，U2为B阶段的电压差，U为融合后的电压差。
[0009]进一步的，融合A阶段和B阶段的电压差数据，得到最终的电压差数据，包括：其中U1为A阶段的电压差，U2为B阶段的电压差，U为融合后的电压差。
[0010]进一步的，使用如下方法对温度进行校正：进一步的，使用如下方法对温度进行校正：其中，和T1分别为电路使用初期和使用一段时间后，使用恒流源1驱动正温度系数传感器R1的第一端口得到的温度系数曲线与使用恒流源1驱动负温度系数传感器R2的第一端口得到的温度系数曲线相交的校正参考温度，和T2分别为电路使用初期和使用一段时间后，使用恒流源1驱动正温度系数传感器R1的第二端口得到的温度系数曲线与使用恒流源1驱动负温度系数传感器R2的第二端口得到的温度系数曲线相交的校正参考温度，和T3分别为电路使用初期和使用一段时间后，使用恒流源2驱动正温度系数传感器R1的第一端口得到的温度系数曲线与使用恒流源2驱动负温度系数传感器R2的第一端口得到的温
度系数曲线相交的校正参考温度，和T4分别为电路使用初期和使用一段时间后，使用恒流源2驱动正温度系数传感器R1的第二端口得到的温度系数曲线与使用恒流源2驱动负温度系数传感器R2的第二端口得到的温度系数曲线相交的校正参考温度。
[0011]进一步的，所述温度系数曲线的表达式如下：其中A，B，C为方程参数，T为温度，R为正温度系数传感器或负温度系数传感器的电阻值与现有技术相比，本专利技术的有益效果如下：本专利技术在只使用两路恒流源，且恒流源经过模拟开关的情况下，可以任意交互次序，有效避免了恒流源由于不匹配造成的测量误差。
[0012]本专利技术的公共电阻既在正温度系数传感器R1的驱动回路中，也在负温度系数传感器R2的驱动回路中。对于正温度系数传感器的测量，该公共电阻让端1和端2所形成的差分电压信号都处于后端的模数转换器的共模电压区间之内，其二是为模数转换器提供了外部参考电压，使得模数转换器的结果直接反映了传感器当前阻值与公共电阻的阻值之比；对于负温度系数传感器的测量，该公共电阻让端3和端4所形成的差分电压信号都处于后端的模数转换器的共模电压区间之内，保证模数转换器的正常工作。
[0013]本专利技术通过正温度系数曲线和负温度系数曲线的参考温度，对测温传感器老化后造成的精度降低问题，进行自适应地校正，提高温度测量的准确度。
附图说明
[0014]图1本专利技术的温度采用电路图；图2负温度系数曲线与正温度系数曲线相交的参考温度示意图。
具体实施方式
[0015]下面结合附图对本专利技术作进一步的说明，但不以任何方式对本专利技术加以限制，基于本专利技术教导所作的任何变换或替换，均属于本专利技术的保护范围。
[0016]工业控制中需要对PTC或NTC类型的测温传感器进行模拟电压信号的采样，参考图1，本电路结构采用两路1毫安的恒流源方式驱动测温传感器，当外界温度变化时传感器内置采样电阻的阻值会发生相应变化，该信号在恒流源的驱动下转化为传感器输出端子之间的电压差。兼容正负温度系数传感器的温度采样电路，包括微处理器，还包括可编程双路恒流源、4选2电子模拟开关KA、4选2电子模拟开关KB、可变增益放大器及模数转换器、公共电阻Rc、正温度系数传感器R1、负温度系数传感器R2。
[0017]可编程双路恒流源输出恒流源1和恒流源2，恒流源1和恒流源2经过4选2电子模拟开关KA后输出恒流源A、恒流源B，或输出恒流源C、恒流源D；恒流源A分别连接本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种兼容正负温度系数传感器的温度采样电路，包括微处理器，其特征在于，还包括可编程双路恒流源、4选2电子模拟开关KA、4选2电子模拟开关KB、可变增益放大器及模数转换器、公共电阻Rc、正温度系数传感器R1、负温度系数传感器R2；所述可编程双路恒流源输出恒流源1和恒流源2，所述恒流源1和恒流源2经过所述4选2电子模拟开关KA后输出恒流源A、恒流源B，或输出恒流源C、恒流源D；所述恒流源A分别连接正温度系数传感器R1的第一端口和电阻R3，所述电阻R3的另一端连接所述4选2电子模拟开关KB的端1，所述恒流源B分别连接正温度系数传感器R1的第二端口和电阻R4，所述电阻R4连接所述4选2电子模拟开关KB的端2，所述正温度系数传感器R1的第二端口连接公共电阻Rc，所述公共电阻Rc的另一端连接零电势点；所述恒流源C分别连接负温度系数传感器R2的第一端口、电阻Rm和电阻R5，所述电阻R5的另一端连接所述4选2电子模拟开关KB的端3，所述恒流源D分别连接负温度系数传感器R2的第二端口和电阻R6，所述电阻R6连接所述4选2电子模拟开关KB的端4，所述负温度系数传感器R1的第二端口连接公共电阻Rc。2.根据权利要求1所述的兼容正负温度系数传感器的温度采样电路，其特征在于，所述4选2电子模拟开关KB输出模拟电压正极和模拟电压负极，并输入可变增益放大器及模数转换器，可变增益放大器及模数转换器和可编程双路恒流源分别与微控制器电连接。3.根据权利要求1所述的兼容正负温度系数传感器的温度采样电路，其特征在于，所述恒流源1和恒流源2为可交换式，在A阶段使用恒流源1驱动正温度系数传感器R1的第一端口，使用恒流源2驱动正温度系数传感器R1的第二端口，在获得电压差数据后A阶段结束；在B阶段，使用恒流源2驱动正温度系数传感器R1的第一端口，使用恒流源1驱动正温度系数传感器R1的第二端口，在获得电压差数据后B阶段结束；在C阶段，融合A阶段和B阶段的电压差数据，得到最终的电压差数据。4.根据权利要求1所述的兼容正负温度系数传感器的温度采样电路，其特征在于，所述恒流源1和恒流源2为可交换式，在A阶段使用恒流源1驱动负温度系数传感器R2的第一端口，使用恒流源2驱动负温度...

【专利技术属性】
技术研发人员：翟庆林，陈晓文，朱科，欧阳国华，
申请(专利权)人：湖南四灵电子科技有限公司，
类型：发明
国别省市：