一种双精密电阻热能表制造技术

本实用新型专利技术的目的是要提供一种测量精确，误差小的双精密电阻热能表，包括单片机和电容，其特征在于：所述的单片机有五个引脚分别为Ｐ１．２、Ｐ１．３，Ｐ１．４、Ｐ１．５、Ｐ１．６，其中Ｐ１．２、Ｐ１．３，Ｐ１．４、Ｐ１．５为一般普通ＩＯ引脚，Ｐ１．６为捕获触发输入引脚，其中Ｐ１．２、Ｐ１．３分别与标准精密电阻Ｒｐ１和标准精密电阻Ｒｐ２串连，Ｐ１．４、Ｐ１．５分别与铂电阻进水端Ｒｉｎｔａｋｅ和铂电阻回水端Ｒｒｅｔｕｒｎ相连，Ｒｐ１、Ｒｐ２、Ｒｉｎｔａｋｅ、Ｒｒｅｔｕｒｎ并联后再与Ｐ１．６的引脚并联后与电容Ｃ１串连。本电路在温差为３Ｋ的情况下，测温误差能控制在±０．５％之内。（*该技术在2019年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及一种测量仪表，尤其是一种双精密电阻热能表。
技术介绍
热能表是用于测量及显示水流经热交换系统所释放或吸收热量的 仪表，安装在热交换回路的入口或出口，用以对釆暖设施中的热耗进行准 确计量及收费控制。其工作原理是在热交换系统中安装热能表，当水流经 系统时，根据流量传感器给出的流量和配对温度传感器给出的供回水温 度，以及水流经的时间，通过计算器计算并显示该系统所释放或吸收的热量。其中流量和温度是热能表主要检测的项目，传统的测温原理和方法 温度测量电路如图1所示，标准电阻Rp，热敏电阻Rt，电容C1与MSP430 单片机三个引脚相连。其中Pl. 3, P1.4为一般普通10引脚，P1.5为捕 获触发输入引脚，可以设定上升沿触发捕获中断。Rp为100kQ的精密电阻；Rt为100kQ精度为1%的热敏电阻；Cl 为100nF的瓷片电容。其工作原理为 先将P1.3, P1.4， P1.5都设为低电平输出，使C1完全放电。 接着将P1.4， P1.5设置为输入状态，Pl. 3设为高电平输出，通过Rp电 阻对C1充电，同时启动内部定时器从零开始计时。当C1上的电压逐步升 高到Vh, P1.5检测出电压达到单片机高电平输入门檻电压时，将定时器 计数值捕获，从而测出从开始充电到Pl. 5转变为高电平的时间Tp。 再次将Pl. 3, P1.4, Pl. 5都设为低电平输出，使C1完全放电。 随后将Pl. 3， Pl. 5设置为输入状态，P1.4设为高电平输出，通过Rt电 阻对C1充电，过程同上，得到时间Tt。3银据电容电压公式愁—*》聰铸到:l^g，,通过单片机计算得到铂电阻Rt的阻值，并通过查表法可以得到温度值。 缺点是，上述计算公式未考虑标准电阻的温漂，计算时间也仅进行了一次，这样它的计算结果是比较粗糙的，它适用于分辨率为o.rc、误差 在0.5'C以内的使用场合，在更高测量精度和更小误差要求上，它是不适 用的。
技术实现思路
本技术的目的是要提供一种测量精确，误差小的双精密电阻热 能表。本技术是这样实现的 一种双精密电阻热能表，包括单片机和 电容，其特征在于所述的单片机有五个引脚分别为P1.2、 P1.3， P1.4、 Pl. 5、 Pl. 6，其中Pl. 2、 Pl. 3， Pl. 4、 Pl. 5为一般普通10引脚，Pl. 6 为捕获触发输入引脚，其中P1.2、 P1.3分别与标准精密电阻Rpl和标准 精密电阻Rp2串连，P1.4、 P1.5分别与销电阻进水端Rintake和钼电阻 回水端Rreturn相连，Rpl、 Rp2、 Rintake、 Rreturn并联后再与Pl. 6 的引脚并联后与电容C1串连。其工作原理为将P1.3， P1.4, P1.5、 P1.6全部置为低电平输出，使C1完全放电。 将Pl. 6置高电平输出，将P1.2、 Pl. 3， P1.4， P1.5设为输入，给电容Cl完全充电，接着将P1.2设为低电位输出，Pl. 3， P1.4, P1.5设为输入, 同时启动内部定时器从零开始计时，使Cl通过Rpl放电到门檻电压 值,P1.6检测出电压达到单片机低电平输入门槛电压时，将定时器捕获， 从而测出从开始放电到P1.6转变为低电平的时间Tpl-l。重复上述过程，得7 1-2，了？1= (Tpl-l+Tpl-2)/2接着，将P1.6置高电平输出，将P1.2， Pl. 3、 P1.4， P1.5设为输 入，给电容C1完全充电，再将Pl. 3设为低电位输出，P1.2，、 P1.4, Pl. 5 设为输入，同时启动内部定时器从零开始计时，使Cl通过Rp2放电到门 檻电压值,Pl. 6检测出电压达到单片机低电平输入门檻电压时，将定时器 捕获，从而测出从开始放电到P1.6转变为低电平的时间Tp2-l。重复上述过程，得Tp2-2，Tp2= (Tp2-1+Tp2-2)/2接着，将P1.6置高电平输出，将Pl. 2, Pl. 3、 P1.4， P1.5设为输 入，给电容C1完全充电，再将P1.4设为低电位输出，P1.2，、 P1.3， P1.5 设为输入，同时启动内部定时器从零开始计时，使Cl通过Rintake放电 到门槛电压值，P1.6检测出电压达到单片机低电平输入门槛电压时，将定 时器捕获，从而测出从开始放电到Pl. 6转变为低电平的时间Tintakel。重复上述过程，得Tintake2，Tintake= (Tintakel+Tintake2)/2接着，将Pl. 6置高电平输出，将Pl. 2， Pl. 3、 P1.4， Pl. 5设为输 入，给电容C1完全充电，再将Pl. 4设为低电位输出，P1.2，、 Pl. 3， P1.5 设为输入，同时启动内部定时器从零开始计时，使Cl通过Rintake放电 到门槛电压值，P1.6检测出电压达到单片机低电平输入门槛电压时，将定 时器捕获，从而测出从开始放电到Pl. 6转变为低电平的时间Tretimil。重复上述过程，得Treturn2， Treturn= (Tret證l+Treturn2)/2 ftlg电容电压公式可以得到 RP—Rt在考虑温第的情况下，Ri他ke 一 Rpi+A Tintake TpiTWake TpaTi他keTpi - Tpz从上述可以看出，该测温电路的误差来源于这几个方面单片机的 定时器精度，精密电阻Rpl和Rp2的精度和精密电阻随温度的变化而阻值 的变化量有关，而与单片机的输出电压值、门槛电压值、电容精度无关。 因此，适当选取高精度电阻，单片机的工作频率够高，就可以得到较好的 测温精度。本电路中为提高精度，釆取了如下措施1、 Rpl、 Rp2的选择l)精度Rpl为lkQ,精度1%。，温度系数5PPM的精密电阻； RP2为1.5kQ，精度1%。， 温度系数5PPM的精密电阻；2、 较高的单片机工作频率为2MHZ，它可能带来的误差是0.000001秒。3、 为抑制温漂，采用两标准电阻1K，1.5K,测传感器电阻时，分别 釆集了电容经两标准电阻时放电的时间，这样可有效地抑制标准电阻温度 变化时引起的漂移。4、测试误差的处理由于基准电容放电过程的非线性，因此对放电 过程的时间取值的方法是分别测量两次，Tpl,Tp2，Tintake，Treturn的 值分别是两次测试的平均值。5 、两PT铂电阻进行配对时，它的配对误差允许值为 t*0. 005±0. 3'C(t为摄氏温度)，本产品的软件中对两铂电阻进行校准时， 将消除配对误差。釆用了以上措施，本电路在温差为3K的情况下，测温误差能很好地 控制在士O. 5%之内，远小于标准规定的士3. 5%。附图说明图l是
技术介绍
的测温电路图2是本技术实施例的测温电路图；具体实施方式以下结合附图和典型实施例对本技术作进一步说明。 在图2中，单片机有五个引脚分别为P1.2、P1. 3,P1.4、 P1.5、 PI. 6， 其中PI. 2、 PI. 3， PI. 4、 PI. 5为一般普通10引脚，PI. 6为捕获触发输 入引脚，其中P1.2、 PI. 3分别与标准精密电阻Rpl和标准精密电阻Rp2 串连，Pl. 4、 PI. 5分别与铂电阻进水端Rintake和钼电阻本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种双精密电阻热能表，包括单片机和电容，其特征在于：所述的单片机有五个引脚分别为Ｐ１．２、Ｐ１．３，Ｐ１．４、Ｐ１．５、Ｐ１．６，其中Ｐ１．２、Ｐ１．３，Ｐ１．４、Ｐ１．５为一般普通ＩＯ引脚，Ｐ１．６为捕获触发输入引脚，其中Ｐ１．２、Ｐ１．３分别与标准精密电阻Ｒｐ１和标准精密电阻Ｒｐ２串连，Ｐ１．４、Ｐ１．５分别与铂电阻进水端Ｒｉｎｔａｋｅ和铂电阻回水端Ｒｒｅｔｕｒｎ相连，Ｒｐ１、Ｒｐ２、Ｒｉｎｔａｋｅ、Ｒｒｅｔｕｒｎ并联后再与Ｐ１．６的引脚并联后与电容Ｃ１串连。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：徐秀伟，赵选林，万立辉，周吉，
申请(专利权)人：米诺测量仪表上海有限公司，
类型：实用新型
国别省市：31[中国|上海]