专利名称：采用多路pt100热敏电阻作为温度传感器的切换检测电路的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种温度检测电路，特别涉及一种采用多路PT100热敏电阻作为温度传感器的切换检测电路。
背景技术：
目前，在电厂、水泥厂、钢厂、矿山以及沿海码头，长期运行的电机和轴承等设备经常会出现超温过热故障，严重时还可能造成整个设备的损坏，甚至导致人身事故的发生；所以必须实时检测这些设备的温度，高温时报警或者停机，以防止设备损坏。传统检测方法是电机或轴承厂家在其应用的设备上预埋多个PTlOO热敏电阻，然后使用PT100作为温度传感器，连接到其它监控设备生产厂家出产的专用温度检测仪上读取PTlOO温度。传统的检测PT100仪器的电路原理主要是PT100的阻值随温度呈线性变化，使用恒流源产生的低温漂恒定值电流流过PT100，其两端电压亦呈线性，经过放大电路调整电压信号后，用ADC转换其电压值为数字值，再使用MCU读取该数值，经过运算后得出其所测点温度值。但这种检测电路存在一个很大缺点，就是一套检测电路只能检测一个PTlOO热敏电阻，若一台电机预埋多个PTioo以检测不同位置的温度，则与之相对应的需要安装同样数量的检测仪器，或者检测仪器中内置同样数量的检测电路，造成检测仪的高投入、低效率；且操作复杂，可靠性欠佳。因此，提供一种结构简单，设计合理，操作简便，性能可靠，实用效果显著的采用多路PTlOO热敏电阻作为温度传感器的切换检测电路，成为该领域技术人员急待着手解决的问题之一。
发明内容
本发明的目的在于克服上述不足之处，提供一种结构简单、设计合理、性能可靠、 操作简便、有效提高工作效率的采用多路PTlOO热敏电阻作为温度传感器的切换检测电路。换言之，本发明所要解决的技术问题是为需要多点PT100温度检测的设备提供一种利用率高、投入成本低、运行稳定可靠的多路PTioo检测采样电路。为实现上述目的本发明所采用的技术方案是一种采用多路PT100热敏电阻作为温度传感器的切换检测电路，其特征在于所述电路包括一个低温漂恒流源、两个8通道电子切换开关、一个高精密基准电压源和一个轨对轨双路低温漂高精密运放及以其为核心组成的两级电压信号放大调整运放电路；
并设有8个作为温度传感器测温的PT100热敏电阻与低温漂恒流源电路输出端连接； 所述低温漂恒流源电路使用恒压源、三极管及匹配电阻搭建，并连接一个电子切换开关的公共点，该电子切换开关8个通道对应连接8路PT100热敏电阻；并使用另一电子切换开关的8个通道对应连接8个PT100的电压采样点，其公共端连接运放，输出端外接模拟/ 数字信号转换器；所述精密基准电压源连接运放。
所述两个8通道电子切换开关，其中一个电子切换开关的公共点连接恒流源的输出，其8个通道作为恒定电流输出端连接8路PT100热敏电阻，热敏电阻另一端接电源负极；并使用另一电子切换开关的8个通道作为输入端连接此8个PT100的电压信号采样点， 其公共端输出电压信号连接运放电路。所述电子切换开关采用8通道或按倍数关系扩展，且对应扩展设置PT100热敏电阻。本发明的有益效果是本发明可连接测量多达8路或更多的PT100热敏电阻，使用 DC5V即可正常稳定工作，工作电流小于15mA，节能低功耗；本发明电路可外接单片机、ARM 等可编程器件，切换8路PT100的连接通道，并通过调整运放电路、读取外部ADC数值，并进行计算后得出8个点所测的温度数值。该电路使用简单的电子切换开关进行切换，实现8 路或更多的PT100检测，相比传统的PT100检测电路，具有能够大量节约电子元器件和缩小电路板面积的优点；其结构简单，设计合理，操作简便，并且降低功耗，运行稳定可靠，应用效果非常显著。
图1是本发明电路框图； 图2是本发明电路原理图3是本发明通道切换电路部分等效电阻电路图； 图中
Ul、U2为8通道电子切换开关，U3A为一级运放电路、U3B 二级运放电路，U4电压源和 Ql三极管组成恒流源，U5为基准电压源；
Jl为供电和控制信号输入、电压信号输出接口 ；
P6、P7为8路PT100接入接口 ；
Rl、R2为电流源输出电流调整匹配电阻；
R3、R4为第一级运放电路的电压信号倍数放大匹配电阻；
R5、R6、R7、R8为第二级运放电路的电压信号调零输出匹配电阻；
R9为运放电路电压信号输出的限流电阻；
C1、C2、C3、E1分别为U1、U2、U3、U5的退耦电容；
C4为运放电路输出电压信号的滤波电容；
U1R、U2R为两个电子切换开关通道等效内阻。
具体实施例方式以下结合附图和较佳实施例，对依据本发明提供的具体实施方式
、结构、 特征详述如下
如图1-图3所示，一种采用多路PT100热敏电阻作为温度传感器的切换检测电路，该电路包括一个低温漂恒流源电路、两个8通道电子切换开关集成电路(以下简称电子切换开关)，一个高精密(输出误差< 0. 2%)基准电压源集成电路，以及一个轨对轨双路低温漂 (温度系数< 0. 5uV/°C)运算放大器集成电路(以下简称运放)及以其为核心组成的两级电压信号放大调整运放电路。
并设有8个作为温度传感器测温的PT100热敏电阻与低温漂恒流源电路输出端连接，恒流源输出的电流流过PTlOO热敏电阻，使其两端产生能够随温度改变而呈线性变化的电压信号，所述两个8通道电子切换开关用于切换8个PT100热敏电阻在该电路中的接入和检测，基准电压源和运放电路用于电压信号的调整输出。所述低温漂恒流源电路使用恒压源、三极管及匹配电阻搭建，并连接一个电子切换开关的公共点，该电子切换开关8个通道对应连接8路PT100热敏电阻；并使用另一电子切换开关的8个通道对应连接8个PT100的电压采样点，其公共端连接运放，输出端外接自选ADC (模拟/数字信号转换器)；精密基准电压源连接运放。所述低温漂恒流源电路使用恒压源、三极管及匹配电阻搭建，并连接一个电子切换开关的公共点，为接入电路的PTlOO热敏电阻提供测温用恒定电流；所述电路仅使用一套恒流源电路进行检测，可大大简化检测电路设计元件数量和功耗。所述的两个电子切换开关，其中一个电子切换开关的公共点连接恒流源的输出， 其8个通道作为恒定电流输出端连接8路PT100热敏电阻，热敏电阻另一端接电源负极；并使用另一电子切换开关的8个通道作为输入端连接此8个PT100的电压信号采样点，其公共端输出电压信号连接运放电路；本发明电路可外接单片机、ARM等可编程器件，连接两个电子切换开关的通道选择输入引脚，并输入TTL电平控制信号，可将任一 PT100热敏电阻切换接入该电路进行检测，无检测顺序限制；切换8路PT100的连接通道，并通过调整运放电路、读取外部ADC数值。另一电子切换开关的公共端输出电压信号接入所述的运放电路；电子切换开关的公共端首先连接第一级运放电路的输入端，将电压信号进行放大，第一级运放电路输出连接第二级运放电路输入，将电压信号进行调零；精密基准电压源的输出端连接第二级运放电路另一输入端提供调零电压信号；第二级运放电路输出端可外接自选ADC(模拟/数字信号转换器)；进行电压信号采集；可通过调整第一级运放电路的匹配电阻来调整输出电压信号放大倍数，可通过调整第二级运放电路的精密基准电压源的输出电压信号来调整输出电压信号的调零基准，即可通过双路运放电路调整输出电压信号范围，以适应不同的测温范围和ADC基准电压。所述电路可按照相同的电路原理进行扩展，可通过更换具有更多通道数的电子切换开关(例如16通道电子切换开关或更多倍数)，实现切换接入和检测相应更多数量的 PT100热敏电阻。下面结合电路原理图对本发明做进一步描述
(1)外接电路可使用供电和控制信号输入、电压信号输出接口 Jl为该多路PTlOO检测电路供电，供电电压DC5V，供电电流>15mA，所述供电和控制信号输入、电压信号输出接口 Jl上的外接点ADC为最终输出经调整后的PT100电压信号，可接模数转换器采样；外接点 C0DE(TC0DE2为外部电路控制信号线，可使用单片机或ARM的GPIO输出模式连接，来控制该检测电路的多路PT100接入点进行切换，选择逻辑如表1所示 表1
C0DE2电平CODEl电平CODEO电平接入PT100编号LLLPT100-1LLHPT100-2LHLPT100-3
权利要求
1.一种采用多路PTioo热敏电阻作为温度传感器的切换检测电路，其特征在于所述电路包括一个低温漂恒流源、两个8通道电子切换开关、一个高精密基准电压源和一个轨对轨双路低温漂高精密运放及以其为核心组成的两级电压信号放大调整运放电路；并设有8个作为温度传感器测温的PT100热敏电阻与低温漂恒流源电路输出端连接；所述低温漂恒流源电路使用恒压源、三极管及匹配电阻搭建，并连接一个电子切换开关的公共点，该电子切换开关8个通道对应连接8路PT100热敏电阻；并使用另一电子切换开关的8个通道对应连接8个PT100的电压采样点，其公共端连接运放，输出端外接模拟/ 数字信号转换器；所述精密基准电压源连接运放。
2.根据权利要求1所述的采用多路PT100热敏电阻作为温度传感器的切换检测电路， 其特征在于所述两个8通道电子切换开关，其中一个电子切换开关的公共点连接恒流源的输出，其8个通道作为恒定电流输出端连接8路PT100热敏电阻，热敏电阻另一端接电源负极；并使用另一电子切换开关的8个通道作为输入端连接此8个PT100的电压信号采样点， 其公共端输出电压信号连接运放电路。
3.根据权利要求1所述的采用多路PT100热敏电阻作为温度传感器的切换检测电路， 其特征在于所述电子切换开关采用8通道或按倍数关系扩展，且对应扩展设置PT100热敏电阻。
全文摘要
本发明涉及一种采用多路PT100热敏电阻作为温度传感器的切换检测电路，所述电路包括一个低温漂恒流源、两个8通道电子切换开关，一个高精密基准电压源以及一个轨对轨双路高精密运放；所述电路以PT100热敏电阻作为温度传感器测温，恒流源输出的电流流过PT100，使其两端产生能够随温度改变而呈线性变化的电压信号，两个电子切换开关用于切换8个PT100在该电路中的接入和检测，基准电压源和运放用于输出电压信号的调整。该电路使用简单的电子切换开关进行切换，实现8路PT100检测，相比传统的PT100检测电路，具有能大量节约电子元器件和缩小电路板面积的优点，并且降低功耗，运行稳定可靠，应用效果非常显著。
文档编号G01K7/24GK102426066SQ20111028806
公开日2012年4月25日 申请日期2011年9月26日 优先权日2011年9月26日
发明者刘守宁, 李津宁, 杨欣 申请人:天津成科自动化工程技术有限公司
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