【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于惯性测量，尤其是基于双向等电位恒流驱动的动态重力仪高精度测温电路。
技术介绍
1、在高精度动态重力测量领域，需要在重力敏感器等核心部位实现高精度、宽范围温度测量，为高精度恒温控制或重力温度补偿奠定重要基础。然而，现有温度测量技术方法均可实现一定精度的温度测量，但是存在测量精度不高、非线性因素影响和电路复杂等不足，且测量速率一般，无法有效提高测量时效性。
技术实现思路
1、本专利技术的目的在于克服现有技术的不足，提出基于双向等电位恒流驱动的动态重力仪高精度测温电路，能够兼顾高精度和宽范围测温两大特性，且测量线性度较好，测量时效高。
2、本专利技术解决其技术问题是采取以下技术方案实现的：
3、基于双向等电位恒流驱动的动态重力仪高精度测温电路，包括负载接地式恒流换向驱动电路、显控上位机、arm处理器、运算放大器ltc2053、除法器ad734、t型滤波电路和a/d转换器ltc2380-24，其中，负载接地式恒流换向驱动电路包括接地式恒流源电路和恒流二元换向电路，恒流二元换向电路连接恒流二元换向电路，恒流二元换向电路用于产生适合驱动热敏电阻工作的恒定电流，arm处理器向恒流二元换向电路输出pwm方波控制恒流二元换向电路，用于恒流等时等频换向驱动热敏电阻测温工作，恒流二元换向电路分别输入运算放大器ltc2053后，输入至在除法器ad734进行除法运算处理，再经t型滤波电路处理后输入至a/d转换器ltc2380-24中采样处理；a/d转换器ltc2380-
4、而且，所述恒流二元换向电路包括第一运算放大器ltc2053、高精度金属膜电阻rs、电阻r1、电阻r2、电容c1和电容c2，其中第一运算放大器ltc2053的1管脚接地，第一运算放大器ltc2053的2管脚通过高精度金属膜电阻rs连接第一运算放大器ltc2053的3管脚，第一运算放大器ltc2053的4管脚接地，第一运算放大器ltc2053的5管脚连接电容c1的一端，电容c1的另一端连接地线和电阻r1的一端，电阻r1的另一端连接4.096v电源，第一运算放大器ltc2053的6管脚分别连接电容c2的一端和接地电阻r2，电容c2的另一端分别连接第一运算放大器ltc2053的7管脚和2管脚。
5、而且，所述恒流二元换向电路包括开关s1、开关s2、开关s3、开关s4、开关s5、开关s6、开关s7、开关s8、开关s9、开关s10、精密标准电阻rd和热敏电阻rt，其中第一运算放大器ltc2053的3管脚分别连接开关s1和开关s4，开关s1分别连接开关s2、开关s5和开关s6，开关s6连接精密标准电阻rd和开关s7，精密标准电阻rd连接开关s8和开关s9，开关s8连接热敏电阻rt和开关s5，精密标准电阻rd连接开关s7和开关s10，开关s10连接开关s3、开关s4、开关s9和地线，开关s3连接开关s2。
6、而且，所述开关s1为常开开关，开关s2为常闭开关，开关s3为常开开关，开关s4为常闭开关，开关s5为常开开关，开关s6为常闭开关，开关s7为常开开关，开关s8为常闭开关，开关s9为常开开关，开关s10为常闭开关。
7、而且，所述开关s5、开关s7、开关s9与开关s1、开关s3由同一信号控制，保持同步；开关s6、开关s8、开关s10与开关s2、开关s4由同一信号控制，保持同步。
8、而且，所述运算放大器ltc2053包括第二运算放大器ltc2053和第三运算放大器ltc2053，其中第二运算放大器ltc2053的2和3管脚分别连接精密标准电阻rd的两端，第二运算放大器ltc2053的1和4管脚接地，第二运算放大器ltc2053的6和7管脚输入至除法器ad734的输入端，第二运算放大器ltc2053的8管脚连接5v电源；第三运算放大器ltc2053的2和3管脚分别连接热敏电阻rt的两端，第三运算放大器ltc2053的1和4管脚接地，第三运算放大器ltc2053的6和7管脚输入至除法器ad734的输入端，第三运算放大器ltc2053的8管脚连接5v电源。
9、本专利技术的优点和积极效果是：
10、1、本专利技术采用ltc2053仪表运算放大器构建负载接地式恒流源，实现与高精度a/d转换器共用一个高精度基准电压，且只需采用一个a/d转换器即可实现高精度测温，电路简单易实现，避免了复杂电路带来不易消除的测量误差，有效提高了测温精度、测量时效性和长期稳定性。
11、2、本专利技术采用标准电阻与热敏电阻同步测量后做乘除法处理，可同一时刻内有效抑制恒流波动产生的测量影响，进而提高测温精度且使输入至a/d转换器的模拟电压均为正电压。通过模拟开关实现电流通道巧妙切换，使标准电阻与热敏电阻分别保持处于电位的高端和低端，始终保持两者电位不变，保证信号的一致性和线性变化，可将三点测量数据处理法简化为两点测量数据处理法即可消除恒流偏移带来的误差影响，有利于后续数据处理和温度拟合。
12、3、本专利技术构建具有恒流换向驱动功能的负载接地式恒流源驱动热敏电阻测温的测温电路，电路设计简单灵巧。实现负载共地，使输出的恒流更易于实现和稳定，且避免了地电平对负载和电路的影响，且采用仪表运算放大器输出电阻电压可有效抑制共模影响。
13、4、a/d转换器的输入量取决于标准电阻与热敏电阻之间的关系。当标准电阻阻值大于热敏电阻的最大阻值时，此方案可实现全温范围温度测量；当标准电阻阻值与热敏电阻阻值相当或接近时，可获得较高测温分辨率和精度。
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1.基于双向等电位恒流驱动的动态重力仪高精度测温电路，其特征在于：包括负载接地式恒流换向驱动电路、显控上位机、ARM处理器、运算放大器LTC2053、除法器AD734、T型滤波电路和A/D转换器LTC2380-24，其中，负载接地式恒流换向驱动电路包括接地式恒流源电路和恒流二元换向电路，接地式恒流源电路连接恒流二元换向电路，恒流二元换向电路用于产生适合驱动热敏电阻工作的恒定电流，ARM处理器向恒流二元换向电路输出PWM方波控制恒流二元换向电路，用于恒流等时等频换向驱动热敏电阻测温工作，恒流二元换向电路分别输入运算放大器LTC2053后，输入至在除法器AD734进行除法运算处理，再经T型滤波电路处理后输入至A/D转换器LTC2380-24中采样处理；A/D转换器LTC2380-24通过SSI信号线将温度数字量传输至ARM处理器中进行滤波和算法处理，经拟合得到的准确温度值并通过CAN总线传送至ARM处理器以及显控上位机。
2.根据权利要求1所述的基于双向等电位恒流驱动的动态重力仪高精度测温电路，其特征在于：所述恒流二元换向电路包括第一运算放大器LTC2053、高精度金属膜
3.根据权利要求2所述的基于双向等电位恒流驱动的动态重力仪高精度测温电路，其特征在于：所述恒流二元换向电路包括开关S1、开关S2、开关S3、开关S4、开关S5、开关S6、开关S7、开关S8、开关S9、开关S10、精密标准电阻Rd和热敏电阻Rt，其中第一运算放大器LTC2053的3管脚分别连接开关S1和开关S4，开关S1分别连接开关S2、开关S5和开关S6，开关S6连接精密标准电阻Rd和开关S7，精密标准电阻Rd连接开关S8和开关S9，开关S8连接热敏电阻Rt和开关S5，精密标准电阻Rd连接开关S7和开关S10，开关S10连接开关S3、开关S4、开关S9和地线，开关S3连接开关S2。
4.根据权利要求3所述的基于双向等电位恒流驱动的动态重力仪高精度测温电路，其特征在于：所述开关S1为常开开关，开关S2为常闭开关，开关S3为常开开关，开关S4为常闭开关，开关S5为常开开关，开关S6为常闭开关，开关S7为常开开关，开关S8为常闭开关，开关S9为常开开关，开关S10为常闭开关。
5.根据权利要求4所述的基于双向等电位恒流驱动的动态重力仪高精度测温电路，其特征在于：所述开关S5、开关S7、开关S9与开关S1、开关S3由同一信号控制，保持同步；开关S6、开关S8、开关S10与开关S2、开关S4由同一信号控制，保持同步。
6.根据权利要求3所述的基于双向等电位恒流驱动的动态重力仪高精度测温电路，其特征在于：所述运算放大器LTC2053包括第二运算放大器LTC2053和第三运算放大器LTC2053，其中第二运算放大器LTC2053的2和3管脚分别连接精密标准电阻Rd的两端，第二运算放大器LTC2053的1和4管脚接地，第二运算放大器LTC2053的6和7管脚输入至除法器AD734的输入端，第二运算放大器LTC2053的8管脚连接5V电源；第三运算放大器LTC2053的2和3管脚分别连接热敏电阻Rt的两端，第三运算放大器LTC2053的1和4管脚接地，第三运算放大器LTC2053的6和7管脚输入至除法器AD734的输入端，第三运算放大器LTC2053的8管脚连接5V电源。
...【技术特征摘要】
1.基于双向等电位恒流驱动的动态重力仪高精度测温电路，其特征在于：包括负载接地式恒流换向驱动电路、显控上位机、arm处理器、运算放大器ltc2053、除法器ad734、t型滤波电路和a/d转换器ltc2380-24，其中，负载接地式恒流换向驱动电路包括接地式恒流源电路和恒流二元换向电路，接地式恒流源电路连接恒流二元换向电路，恒流二元换向电路用于产生适合驱动热敏电阻工作的恒定电流，arm处理器向恒流二元换向电路输出pwm方波控制恒流二元换向电路，用于恒流等时等频换向驱动热敏电阻测温工作，恒流二元换向电路分别输入运算放大器ltc2053后，输入至在除法器ad734进行除法运算处理，再经t型滤波电路处理后输入至a/d转换器ltc2380-24中采样处理；a/d转换器ltc2380-24通过ssi信号线将温度数字量传输至arm处理器中进行滤波和算法处理，经拟合得到的准确温度值并通过can总线传送至arm处理器以及显控上位机。
2.根据权利要求1所述的基于双向等电位恒流驱动的动态重力仪高精度测温电路，其特征在于：所述恒流二元换向电路包括第一运算放大器ltc2053、高精度金属膜电阻rs、电阻r1、电阻r2、电容c1和电容c2，其中第一运算放大器ltc2053的1管脚接地，第一运算放大器ltc2053的2管脚通过高精度金属膜电阻rs连接第一运算放大器ltc2053的3管脚，第一运算放大器ltc2053的4管脚接地，第一运算放大器ltc2053的5管脚连接电容c1的一端，电容c1的另一端连接地线和电阻r1的一端，电阻r1的另一端连接4.096v电源，第一运算放大器ltc2053的6管脚分别连接电容c2的一端和接地电阻r2，电容c2的另一端分别连接第一运算放大器ltc2053的7管脚和2管脚。
3.根据权利要求2所述的基于双向等电位恒流驱动的动态重力仪高精度测温电路，其特征在于：所述恒流二元换向电路包括开关s1、开关s2、开关s3、开关s...
【专利技术属性】
技术研发人员：吴宗坤，王伟，宋丽薇，褚宁，高峰，张振，杨舒淮，李卓睿，
申请(专利权)人：中国船舶集团有限公司第七〇七研究所，
类型：发明
国别省市：
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