【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于温度传感器领域，涉及到为提高传感器的全温区精度而进行的系统设计，尤其涉及一种具有信号调理补偿功能的小型高精度温度传感器。
技术介绍
1、在温度传感器应用领域，客户为了在复杂工况下精确掌控被测介质的温度，需要提高对系统温度的采样精度，对应的温度传感器的精度就必须满足客户的需求，因而在温度传感器设计过程中就需要提高输出精度。
2、能制造高精度温度传感器的必要条件是：
3、(1)高精度的温度测量元件；
4、(2)能实现轨到轨输出的运算放大器；
5、(3)能实现全温区补偿的软件算法，对因经过运放放大而出现偏离的信号进行补偿。
6、现有的温度类传感器测量高度依赖前端铂电阻精度和运算放大器的性能，国内现有的铂电阻精度可以高达0.1％，满足使用需求，而国产化运算放大器因各种技术原因，在高低常温下性能差异极大。以ad623为例，该芯片在常温下配置放大倍数为31倍，则其在-45℃下放大倍数为40，100℃时放大倍数为28。运放性能随温度变化而变化会导致产品输出精度超差，偏差量可以高达40℃，其输出值已完全失去参考意义。鉴于上述情况，设计出了具有信号调理补偿功能的小型高精度温度传感器。
技术实现思路
1、本专利技术的目的是：提供一种具有信号调理补偿功能的小型高精度温度传感器，在产品内部电路板芯片温度与温度敏感组件所处的环境温度存在较大偏差时仍能实现高精度测量及输出。
2、本专利技术的技术方案是：
3、一种
4、进一步，所述的温度敏感组件包括探头、铂电阻、衬套和热缩管，所述的铂电阻设置在探头内部一端，所述的衬套、热缩管设置在探头内部，铂电阻引出线穿过衬套以及热缩管与调理电路板组件连接，所述的探头内部填充导热胶，探头远离铂电阻一端填充密封胶。
5、进一步，铂电阻采用三线制电桥方式连接，即铂电阻通过三条导线分别与温度敏感组件连接。
6、进一步，调理电路板组件包括桥式电路以及与桥式电路连接的放大电路，所述的桥式电路包括电阻r1、r2、r3、r4、r6、r7、r8，电容c7、c6、c9、c10、c11；铂电阻pt通过两条导线分别与电阻r3、r4一端连接，铂电阻pt通过第三条导线与电容c11一端连接，形成三线制电桥方式；电阻r3另一端与电容c10一端连接，电容c10另一端接地，电阻r4另一端接地，电容c11另一端接地，电阻r6一端连接3.3v电压，另一端分别与电阻r1、r2一端连接，电阻r1另一端分别与电容c9一端、c10一端、电阻r8一端连接，电阻r8另一端分别与电容c6以及放大电路的负极输入端连接，电阻r2另一端分别电容c9另一端、电阻r7一端、电容c11一端连接，电阻r7另一端分别与电容c7以及放大电路的正极输入端连接。
7、进一步，所述的放大电路包括运算放大器u2、电阻r5、电容c8，所述的运算放大器u2的反相增益设置端通过电阻r5与运算放大器u2的正相增益设置端连接，运算放大器u2的基准端接地，运算放大器u2的电源正端与+3.3v电压连接，电容c8一端与+3.3v电压连接，另一端接地；运算放大器u2的电源负端接地；所述的运算放大器u2的输出端连接通讯电路板组件的单片机的a/d输入端口1上。
8、进一步，所述的通讯电路板组件包括板温采集电路，所述的板温采集电路包括电阻r10、电容c13和二极管d3，电阻r10一端与+3.3v电压连接，电阻r10另一端分别与电容c13一端以及二极管d3正极连接，电容c13另一端以及二极管d3负极接地，二极管d3正极还与单片机的a/d输入端口2连接，单片机采集二极管d3在不同温度下的压降信号。
9、进一步，所述的铂电阻用氧化镁粉封装，铂电阻与探头之间填充导热胶。
10、进一步，通过二极管d3在不同温度下压降不同的特点，单片机采集调理电路板组件、通讯电路板组件的板温，并用该板温对铂电阻的温度进行补偿，补偿算法为：
11、
12、bij为系数，通过标定过程固化在单片机内部；
13、xi为温度敏感组件输出放大后ad转换数字量的i阶矩；
14、tj为二极管温度的j阶矩；
15、n为敏感组件数字量的最大阶矩数；
16、m为二极管数字量的最大阶矩数；
17、y为温度传感器为补偿后的温度输出值。
18、本专利技术的优点是：
19、本专利技术属于温度传感器领域，涉及到为提高传感器的输出精度而进行的系统设计。在军用压力传感器应用领域，客户为了精确掌控被测介质的温度，需要提高对系统温度的采样精度，同时还要求满足产品能应对各种极端的温度环境，避免因为产品温度敏感组件和产品内部电路板温度不一致而导致的输出超差，因而在传感器设计过程中就需要对输出进行全温区补偿。具有较大的实际应用价值。
20、具体优点：
21、1、传感器的输出精度高，可达到±1℃甚至更高的精度，满足高精度测量。
22、2、传感器的环境适应能力强，由于采用全温区的温度补偿设计，能够在各种极端温度环境下保证传感器精度不超差。
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1.一种具有信号调理补偿功能的小型高精度温度传感器，其特征在于，包括温度敏感组件、调理电路板组件、通讯电路板组件、电连接器和支架，所述的温度敏感组件安装在支架一端，调理电路板组件、通讯电路板组件均安装在支架上，温度敏感组件引出线与调理电路板组件连接，调理电路板组件与通讯电路板组件连接，所述的电连接器安装在支架另一端，与通讯电路板组件连接。
2.根据权利要求1所述的一种具有信号调理补偿功能的小型高精度温度传感器，其特征在于，所述的温度敏感组件包括探头、铂电阻、衬套和热缩管，所述的铂电阻设置在探头内部一端，所述的衬套、热缩管设置在探头内部，铂电阻引出线穿过衬套以及热缩管与调理电路板组件连接，所述的探头内部填充导热胶，探头远离铂电阻一端填充密封胶。
3.根据权利要求2所述的一种具有信号调理补偿功能的小型高精度温度传感器，其特征在于，铂电阻采用三线制电桥方式连接，即铂电阻通过三条导线分别与温度敏感组件连接。
4.根据权利要求3所述的一种具有信号调理补偿功能的小型高精度温度传感器，其特征在于，调理电路板组件包括桥式电路以及与桥式电路连接的放大电路，所述的
5.根据权利要求4所述的一种具有信号调理补偿功能的小型高精度温度传感器，其特征在于，所述的放大电路包括运算放大器U2、电阻R5、电容C8，所述的运算放大器U2的反相增益设置端通过电阻R5与运算放大器U2的正相增益设置端连接，运算放大器U2的基准端接地，运算放大器U2的电源正端与+3.3V电压连接，电容C8一端与+3.3V电压连接，另一端接地；运算放大器U2的电源负端接地；所述的运算放大器U2的输出端连接通讯电路板组件的单片机的A/D输入端口1上。
6.根据权利要求5所述的一种具有信号调理补偿功能的小型高精度温度传感器，其特征在于，所述的通讯电路板组件包括板温采集电路，所述的板温采集电路包括电阻R10、电容C13和二极管D3，电阻R10一端与+3.3V电压连接，电阻R10另一端分别与电容C13一端以及二极管D3正极连接，电容C13另一端以及二极管D3负极接地，二极管D3正极还与单片机的A/D输入端口2连接，单片机采集二极管D3在不同温度下的压降信号。
7.根据权利要求2所述的一种具有信号调理补偿功能的小型高精度温度传感器，其特征在于，所述的铂电阻用氧化镁粉封装，铂电阻与探头之间填充导热胶。
8.根据权利要求6所述的一种具有信号调理补偿功能的小型高精度温度传感器，其特征在于，通过二极管D3在不同温度下压降不同的特点，单片机采集调理电路板组件、通讯电路板组件的板温，并用该板温对铂电阻的温度进行补偿，补偿算法为：
...【技术特征摘要】
1.一种具有信号调理补偿功能的小型高精度温度传感器，其特征在于，包括温度敏感组件、调理电路板组件、通讯电路板组件、电连接器和支架，所述的温度敏感组件安装在支架一端，调理电路板组件、通讯电路板组件均安装在支架上，温度敏感组件引出线与调理电路板组件连接，调理电路板组件与通讯电路板组件连接，所述的电连接器安装在支架另一端，与通讯电路板组件连接。
2.根据权利要求1所述的一种具有信号调理补偿功能的小型高精度温度传感器，其特征在于，所述的温度敏感组件包括探头、铂电阻、衬套和热缩管，所述的铂电阻设置在探头内部一端，所述的衬套、热缩管设置在探头内部，铂电阻引出线穿过衬套以及热缩管与调理电路板组件连接，所述的探头内部填充导热胶，探头远离铂电阻一端填充密封胶。
3.根据权利要求2所述的一种具有信号调理补偿功能的小型高精度温度传感器，其特征在于，铂电阻采用三线制电桥方式连接，即铂电阻通过三条导线分别与温度敏感组件连接。
4.根据权利要求3所述的一种具有信号调理补偿功能的小型高精度温度传感器，其特征在于，调理电路板组件包括桥式电路以及与桥式电路连接的放大电路，所述的桥式电路包括电阻r1、r2、r3、r4、r6、r7、r8，电容c7、c6、c9、c10、c11；铂电阻pt通过两条导线分别与电阻r3、r4一端连接，铂电阻pt通过第三条导线与电容c11一端连接，形成三线制电桥方式；电阻r3另一端与电容c10一端连接，电容c10另一端接地，电阻r4另一端接地，电容c11另一端接地，电阻r6一端连接3.3v电压，另一端分别与电阻r1、r2一端连接，电阻r1另一端分别与电容c9一端、c10一端、电阻r8一端连接，电阻r8另...
【专利技术属性】
技术研发人员：何沛霖，杜言，赵斌，
申请(专利权)人：武汉航空仪表有限责任公司，
类型：发明
国别省市：
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