三线制热电阻检测电路制造技术

本申请提供一种三线制热电阻检测电路

【技术实现步骤摘要】
三线制热电阻检测电路、方法、线路板、设备及存储介质


[0001]本申请涉及温度检测
，尤其涉及一种三线制热电阻检测电路
、
方法
、
线路板
、
设备及存储介质
。

技术介绍

[0002]在测温领域中，热电阻应用广泛，热电阻
(thermal resistor)
是中低温区最常用的一种温度检测器件
。
例如
PT100
热电阻，其阻值可随外接环境的温度变化而改变，且其阻值和环境温度成线性关系
。
因此，常规的温度检测电路由
PT100
热电阻
、
测量导线以及信号输出与采集电路组成，通过计算当前环境中
PT100
热电阻的电阻值，从而对照
PT100
的标准温度表，进而获取当前环境的温度值
。
[0003]相关技术中温度检测电路有二线制
、
三线制和四线制等多种连接方式，不同连接方式下对于测量导线的阻值大小
、
数量
、
不同导线之间的一致性的要求不同，最后实现的测温精度也不同
。
为了兼容高精度
、
低成本的要求，本领域中通常采用三线制的温度检测电路
。
[0004]但专利技术人在实际应用中发现，一些携带断线检测功能的检测电路不能够在检测温度的同时实现断线检测功能，即温度检测和断线检测两项功能是分开实现的，并不能够在检测温度的过程中兼顾进行断线检测，从而导致在获取温度值的过程中，容易忽略断线情况对测量结果的影响，使得测量得到的温度值不能准确地表示当前环境的温度值
。

技术实现思路

[0005]本申请提供了一种三线制热电阻检测电路
、
方法
、
线路板
、
设备及存储介质，解决了在三线制温度检测电路中难以同时兼顾温度检测功能和断线检测功能而导致测量结果不够准确的问题，本方案能够兼顾温度检测和断线检测两种检测功能，从而能够准确地检测到是否存在断线情况，进而提供准确有效的测量温度值
。
[0006]第一方面，本申请提供一种三线制热电阻检测电路，该电路包括恒流源模块
、
电压提供模块
、ADC
模块
、
导线切换模块和
MCU
模块；
[0007]恒流源模块包括第一输入端和第二输入端，恒流源模块的第一输入端接入基准电压，恒流源的第二输入端通过第一测量导线连接热电阻的第一端，且恒流源的第二输入端还与
ADC
模块的反相输入端连接，恒流源模块的输出端与导线切换模块的输入端连接；
[0008]电压提供模块的输入端接入基准电压，电压提供模块的输出端与
ADC
模块的供电端连接，电压提供模块用于为
ADC
模块提供参考电压；
[0009]导线切换模块的第一输出端与
ADC
模块的同相输入端连接，导线切换模块的第二输出端通过第二测量导线连接热电阻的第二端，导线切换模块的第三输出端通过第三测量导线连接热电阻中的任一端，导线切换模块用于根据接收到的第一切换信号将恒流源模块的输出切换至导线切换模块的第二输出端或导线切换模块的第三输出端，以及根据接收到的第二切换信号将第二测量导线或第三测量导线接入
ADC
模块的同相输入端；
[0010]MCU
模块的多个信号收发端分别与导线切换模块的控制端和
ADC
模块的输出端连接，
MCU
模块用于向导线切换模块输出切换信号以及接收
ADC
模块的输出信号，以及根据输出信号确定测量温度值和断线情况
。
[0011]第二方面，本申请还提供一种三线制热电阻检测方法，应用于上述的三线制热电阻检测电路中的
MCU
模块，该方法包括：
[0012]在向导线切换模块的控制端分别输出第一切换信号和第二切换信号后，保持第一切换信号的电压状态，并依次更新第二切换信号的电压状态，以根据
ADC
模块两次输出的电压信号计算得到第一电压参数和第二电压参数；
[0013]在更新并维持第一切换信号的电压状态后，依次更新第二切换信号的电压状态，以根据
ADC
模块两次输出的电压信号计算得到第三电压参数和第四电压参数；
[0014]对各电压参数和预设电压阈值进行对比，以确定是否存在断线情况和
/
或断开的测量导线；
[0015]若确定无断线情况，则对比第一电压参数和第二电压参数或对比第三电压参数和第四电压参数，以确定热电阻的电压值；
[0016]根据恒流源的输出电流和热电阻的电压值，确定热电阻的电阻值，以对应电阻值查表得到测量温度值；
[0017]其中，对应第一切换信号的更新间隔的第一交替时长大于对应第二切换信号的更新间隔的第二交替时长，第一交替时长小于对应温度采样时长，温度采样时长为采样并输出一个测量温度值的过程所占用的时长
。
[0018]第三方面，本申请还提供一种检测线路板，该检测线路板包括如上述的三线制热电阻检测电路
。
[0019]第四方面，本申请还提供一种温度检测设备，其包括如上述的检测线路板，且还包括：
[0020]一个或多个处理器；
[0021]存储装置，用于存储一个或多个程序，当一个或多个程序被一个或多个处理器执行，使得一个或多个处理器实现如上述的三线制热电阻检测方法
。
[0022]第五方面，本申请还提供一种存储计算机可执行指令的存储介质，计算机可执行指令在由处理器执行时用于执行如上述的三线制热电阻检测方法
。
[0023]本申请通过设置导线切换模块将恒流源模块的输出通过不同的测量导线接入热电阻，以实现单恒流源激励；并且通过
ADC
模块对两条测量导线之间的电压进行检测，从而使得
MCU
模块能够通过
ADC
模块检测到切换不同测量导线后的电压值，进而在检测到相应的测量温度值的同时，还能对测量导线是否断开进行检测，有效地兼顾了温度检测和断线检测两种检测功能，使得检测得到的测量温度值更加准确有效
。
附图说明
[0024]图1为本申请一实施例提供的三线制热电阻检测电路的原理框图；
[0025]图2为本申请一实施例提供的恒流源模块的电路示意图；
[0026]图3为本申请一实施例提供的三线制热电阻检测电路的电路示意图；
[0027]图4为本申请一实施例提供三线制热电阻检测方法的步骤流程图；
[0028]图5为本申请一实施例提供的温度检测设备的结构示意图
。
具体实施方式
[0029]下面结合附图和实施例对本申请实施例本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.
一种三线制热电阻检测电路，其特征在于，所述电路包括恒流源模块
、
电压提供模块
、ADC
模块
、
导线切换模块和
MCU
模块；所述恒流源模块包括第一输入端和第二输入端，所述恒流源模块的第一输入端接入基准电压，所述恒流源的第二输入端通过第一测量导线连接热电阻的第一端，且所述恒流源的第二输入端还与所述
ADC
模块的反相输入端连接，所述恒流源模块的输出端与所述导线切换模块的输入端连接；所述电压提供模块的输入端接入基准电压，所述电压提供模块的输出端与所述
ADC
模块的供电端连接，所述电压提供模块用于为所述
ADC
模块提供参考电压；所述导线切换模块的第一输出端与所述
ADC
模块的同相输入端连接，所述导线切换模块的第二输出端通过第二测量导线连接所述热电阻的第二端，所述导线切换模块的第三输出端通过第三测量导线连接所述热电阻中的任一端；所述导线切换模块用于根据接收到的第一切换信号将所述恒流源模块的输出切换至所述导线切换模块的第二输出端或所述导线切换模块的第三输出端，以及根据接收到的第二切换信号将所述第二测量导线或所述第三测量导线接入所述
ADC
模块的同相输入端；所述
MCU
模块的多个信号收发端分别与所述导线切换模块的控制端和所述
ADC
模块的输出端连接，所述
MCU
模块用于向所述导线切换模块输出所述切换信号以及接收所述
ADC
模块的输出信号，以及根据所述输出信号确定测量温度值和断线情况
。2.
根据权利要求1所述的三线制热电阻检测电路，其特征在于，所述恒流源模块包括第一运算放大器和基准电阻；所述第一运算放大器的同相输入端接入基准电压，所述第一运算放大器的反相输入端通过所述基准电阻接地，所述第一运算放大器的输出端与所述导线切换模块的输入端连接
。3.
根据权利要求1所述的三线制热电阻检测电路，其特征在于，所述电压提供模块包括第二运算放大器；所述第二运算放大器的同相输入端接入基准电压，所述第二运算放大器的反相输入端与所述第二运算放大器的输出端连接，所述第二运算放大器的输出端还与所述
ADC
模块的供电端连接
。4.
根据权利要求1所述的三线制热电阻检测电路，其特征在于，所述导线切换模块包括第一模拟开关和第二模拟开关；所述第一模拟开关的公共端作为所述导线切换模块的输入端，并与所述恒流源模块的输出端连接；所述第一模拟开关的第一开闭端作为所述导线切换模块的第二输出端，并通过所述第二测量导线连接所述热电阻的第二端；所述第一模拟开关的第二开闭端作为所述导线切换模块的第三输出端，并通过所述第三测量导线连接所述热电阻的第二端；所述第二模拟开关的公共端作为所述导线切换模块的第一输出端，并与所述
ADC
模块的同相输入端连接；所述第二模拟开关的第一开闭端与所述第一模拟开关的第二开闭端连接，所述第二模拟开关的第二开闭端与所述第一模拟开关的第一开闭端连接；
所述第一模拟开关的控制端和所述第二模拟开关的控制端分别与所述
MCU
模块连接，所述第一模块开关和所述第二模拟开关用于响应所述
MCU
模块的控制信号切换导通支路
。5.
根据权利要求1所述的三线制热电阻检测电路，其特征在于，所述导线切换模块包括第一模拟开关和第二模拟开关；所述第一模拟开关的公共端作为所述导线切换模块的输入端，并与所述恒流源模块的输出端连接；所述第一模拟开关的第一开闭端作为所述导线切换模块的第二输出...

【专利技术属性】
技术研发人员：周立功，黄泽雄，游勇，
申请(专利权)人：广州致远电子股份有限公司，
类型：发明
国别省市：